INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONALESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

T E S I S

PROCESOS DE MOLDEO PARA FUNDIR PIEZAS EN ALUMINIO

QUE PARA OBTENER EL TITULO DE

INGENIERO MECÁNICO

P R E S E N T A:

GALVÁN ALATORRE HEYERDHALL

Asesores:

M. en C. Félix Martínez Mateo

Ing. Idelfonso Juan Martínez Sánchez

México D.F. Julio 2009

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONALESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

UNIDAD AZCAPOTZALCOTESIS Y EXAMEN ORAL

QUE PARA OBTENER EL TITULO DE

DEBERÁ DESARROLLAR

INGENIERO MECÁNICO

EL C.: HEYERDHALL CALVAN ALATORRE

"PROCESOS DE MOLDEO PARA FUNDIR PIEZAS EN ALUMINIO."

La fundición es una rama muy importante dentro de la manufactura, ya que gracias a este procesose pueden producir piezas u objetos útiles con metal fundido. Este proceso se ha practicado desde el año2000 A.C. Consiste en vaciar metal fundido en un recipiente con la forma de la pieza u objeto que se deseafabricar y esperar a que se endurezca al enfriarse. Uno de los metales que con más frecuencia es utilizadodentro de la fundición, es el Aluminio, dadas las características principales, ligeras, sólidas y resistentes a lacorrosión; aunque su producción es costosa, a la larga se ahorra dinero. Es el elemento metálico más usadoen el mundo, pero no lo hay de forma aislada en la naturaleza, la fuente más abundante es la bauxita,extraída principalmente de países tropicales.

EL TEMA COMPRENDERÁ LOS SIGUIENTES PUNTOS:

1. GENERALIDADES.2. CLASIFICACIÓN DEL PROCESO DE FUNDICIÓN.3. PROCESOS DE MOLDEO Y SELECCIÓN DE ARENAS.4. MAQUINARIA Y HERRAMIENTA UTILIZADA EN EL ACABADO DE PIEZAS

FUNDIDAS.

México, D.F. a 09 de Junio del 2009.

M. EN MARTÍNEZ MATEOí p

. IDELFONSO JUAN MARTNEZ SNCHEZ

T I T U L A C I Ó N

EEBIRECfTORAZCAPOTZALCO

ING. JORGE GÓMEZ VILLARREAL

NOTA: Se sugiere utilizar el Sistema Internacional de Unidades.AT- 133/2009P.S. 0-0JGV/I

AGRADECIMIENTOS

Quiero agradecer a mi Madre por todo el apoyo que me ha dado a lo largo de estos años de esfuerzo y de lucha.

Gracias por darme las fuerzas necesarias para seguir adelante con un sueño que no sólo era mío, sino también tuyo, y por lo tanto

conseguir que ese sueño se volviera realidad.

A mis hermanas, por el apoyo brindado a lo largo de estos 4 años

de arduo trabajo y constantes desvelos.

Y por todos los consejos que me dieron, quiero que sepan que

trate de aprovecharlos al máximo para tener un mejor rendimiento.

También quiero agradecer a todas esas personas que, aunque no nombre, estuvieron ahí conmigo dentro o fuera de la escuela, amigos y

familiares, este trabajo también incluye un pequeño esfuerzo de ustedes, ya que siempre estaban en mis mejores y peores momentos.

A todos y cada uno de ustedes GRACIAS!!

ATTE: Heyerdhall Galván Alatorre

INDICE i

ÍNDICEPÁG.

OBJETIVO 1 JUSTIFICACIÓN 2

CAPITULO 1: GENERALIDADES

Generalidades 3 Información General del Proceso (Diagrama de Flujo) 4 Descripción General del Proceso 5 Proyecto y Diseño 6

Ejecución del Modelo 6Moldeo 7Equipos de Moldeo 8Preparación de las Arenas 8Distintos Tipos de Arena para el Moldeo 8Preparación de la Coquilla 10Retoque del Molde 10Preparación del Metal Fundido 10Colada 11Solidificación y Enfriamiento 11Desmolde 11Acabado 11Tratamientos Térmicos, Recubrimientos y Similares 11Mecanización 11Arenas de Fundición 12 Hornos para Fundir Metales 14

Colado del Metal Fundido 20 Etapas del Proceso 21 Fabricación del Modelo 21

CAPITULO II: CLASIFICACIÓN DEL PROCESO DE FUNDICIÓN

Moldeo y Tipos de Fundición 30Moldeo de Arena en Verde 30Moldeo en Arena Seca 30

INDICE ii

Moldeo Mecánico 30Moldeo a la Cera Perdida o Microfusión 30 Tipos de Fundición 31

Proceso 31 Clasificación del Proceso de Fundición 34

Modelos Temporales 34Modelos Removibles 34Modelos Desechables 37

Ventajas de los Moldes Desechables 38Desventajas de los Moldes Desechables 38 Fundición a la Arena 39

Fundición en Moldes de Arena 39Fundición en Moldes de Capa Seca 39Fundición en Moldes con Arena Seca 40Fundición en Moldes de Arcilla 40Fundición en Moldes Furánicos 40Fundición con Moldes de CO2 40 Partes de un Molde 40 Tolerancias en los Modelos 42 Procesos Especiales de Fundición 42

Fundición en Moldes Metálicos 42Fundición en Matrices 43Fundición con Cámara Caliente 43Fundición en Cámara Fría 44Fundición con Molde Permanente por Gravedad 44Fundición al Vacío 45Fundición Hueca 45Fundición Prensada o de Corthias 45Fundición Centrífuga 46Fundición a la Cera Perdida 47Proceso de Cáscara Cerámica 47Fundición en Molde de Yeso 48 Máquinas para Moldeo 48

Máquinas de Moldeo por Sacudida y Compresión 48Máquinas de Sacudida y Vuelco con Retiro del Modelo 48Máquina Lanzadora de Arena 48

INDICE iii

CAPITULO III: PROCESOS DE MOLDEO Y SELECCIÓN DE ARENAS

CLASIFICACIÓN DE LOS PROCESOS DE MOLDES COMERCIALES 49Moldeo en Banco 49Moldeo en Piso 49Moldeo en Fosa 49Moldeo en Máquina 49 SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DEL MOLDE 49 TIPOS DE ARENA 50 CALIDAD DE LAS ARENAS 52

Permeabilidad 52Resistencia 52Resistencia en Seco 52Resistencia en Verde 52Refractariedad 52Resistencia en Caliente 52Desprendimiento 52Tamaño y Forma del Grano 52 EQUIPO PARA EL ACONDICIONAMIENTO DE LA ARENA 53 CORAZONES 54 COLADA (VACIADO) 55

Fundición por Inyección 57Fundición en Coquillas 57Fundición Centrífuga 59

CAPITULO IV: MAQUINARIA Y HERRAMIENTA UTILIZADA EN EL ACABADO DE PIEZAS FUNDIDAS NORMAS 60 HERRAMIENTAS 60 SIERRAS 60

Sierra Circular de Obra 60Sierra de Cinta 62Tipos de Sierras 62 ASERRADO MANUAL. Tipos de sierras 62 SERRADO A MÁQUINA. Tipos de sierras 64 TALADRO 67

Control de la Viruta y Fluido de Refrigeración de la Viruta 67

INDICE iv

Características Principales de las Taladradoras 68Taladrado en Torno 69Taladrado en Centros de Mecanizado (CNC) 70 Fundamentos Tecnológicos del Taladrado 70

Velocidad de Corte 70Velocidad de Rotación 70Avance 71Tiempo de Taladrado 71 TALADROS 71

Taladros Roscadores 71 TIPOS DE BROCAS 72 ACCESORIOS PARA EL TALADRO 76

Soporte Vertical y Mordaza de Sujeción 76Tornillo de Banco y }Sargentos o Bancos 77Tope de Profundidad del Taladro y Topes de Broca 78Detectores de Metales 78 Taladrado de Diversos Materiales 78 TORNO 82 OPERACIONES DE TORNEADO 82

Torneado Exterior 82Torneador Interior 82Características Principales de los Tornos 83 TIPOS DE TORNOS 83 MOVIMIENTOS DE TRABAJO EN LA OPERACIÓN DE TORNEADO 84

Movimiento de Corte 84Movimiento de Avance 84Profundidad de Pasada 84 ESTRUCTURA DEL TORNO 84 EQUIPO AUXILIAR 85 HERRAMIENTAS DE TORNEADO 86 ELECCIÓN DE LAS HERRAMIENTAS PARA EL TORNEADO 86 FACTORES DE SELECCIÓN PARA OPERACIONES DE TORNEADO 86 NORMAS DE SEGURIDAD EN EL TORNEADO 87 FUNDAMENTOS TECNOLÓGICOS DEL TORNEADO 88

Velocidad de Corte 88Velocidad de Rotación de la Pieza 88

INDICE v

Avance 88Profundidad de Pasada 88Potencia de la Máquina 88Tiempo de Torneado 88

INDICE vi

ANEXOS:

ANEXO I: CATÁLOGO DE SIERRAS PARA LA MÁQUINA DE CALAR

ANEXO II: CATÁLOGO DE PULIDORAS

ANEXO III: CATÁLOGO DE BROCAS

CONCLUSIONES

BILBLIOGRAFÍA

1

_____________________________________________________________OBJETIVO

OBJETIVO

Con el crecimiento de la sociedad industrial la necesidad de la fundición de metales ha sido muy importante, por tal motivo el objetivo de la presente tesis es el de presentar todos los aspectos generales que a este procedimiento conllevan, así como sus características principales.

El metal fundido es un componente importante en la mayoría de maquinaria moderna, vehículos de transporte, utensilios de cocina, materiales de construcción, objetos artísticos y de entretenimiento, también está presente en otras aplicaciones industriales tales como herramientas de trabajo, maquinarias de manufactura, equipos de transporte, materiales eléctricos, objetos de aviación, etc.

La mejor razón de la utilización de la fundición en la industria es que puede ser producidoeconómicamente y aplicarlo para producir piezas en serie de cualquier forma y tamaño; desde tornillos hasta cabezales para motores, utilizando siempre las normas y tolerancias que a este proceso aplican.

2

__________________________________________________________JUSTIFICACIÓN

JUSTIFICACIÓN

La fundición es una rama muy importante dentro de la manufactura, ya que gracias a este proceso se pueden producir piezas u objetos útiles con metal fundido. Este proceso se ha practicado desde el año 2000 AC. Consiste en vaciar metal fundido en un recipiente con la forma de la pieza u objeto que se desea fabricar y esperar a que se endurezca al enfriarse.

El metal fundido es un componente importante para la mayoría de la industria en el mundo,ejemplos latentes son los vehículos de transporte, materiales de construcción, eléctricos, etc.

Por otro lado podemos observar que la Fundición se ha convertido en un punto de confluencia de artes y artistas, entidades, socios privados e instituciones públicas y en un cauce para la comunicación de los diferentes lenguajes y su interrelación. Una ventana necesaria para las nuevas tendencias.

Uno de los metales que con más frecuencia es utilizado dentro de la fundición, es el Aluminio, dadas sus características principales, ligero, sólido y resistente a la corrosión; aunque su producción es costosa, a la larga se ahorra dinero.

Es el elemento metálico más usado en el mundo, pero no lo hay de forma aislada en la naturaleza, la fuente más abundante es la bauxita, extraída principalmente de países tropicales.

Por lo cual hoy en día uno de los procesos más rentables dentro de la industria metal mecánica es la fundición y particularmente la fundición de aluminio.

CapítuloGeneralidades

3

________________________________________________________________CAPÍTULO I (1) PROCESOS DE CONFORMADO POR FUNDICION: MODELO EN ARENA

GENERALIDADES

FUNDICIÓN

La fundición es el proceso de producción de un objeto metálico por vaciado de un metal fundido dentro de un molde y que luego es enfriado y solidificado. Desde tiempos antiguos el hombre ha producido objetos de metal fundido para propósitos artísticos o prácticos. Con el crecimiento de la sociedad industrial, la necesidad de fundición de metales ha sido muy importante. El metal fundido es un componente importante de la mayoría de maquinarias modernas, vehículos de transporte, utensilios de cocina, materiales de construcción, y objetos artísticos y de entretenimiento. También está presente en otras aplicaciones industriales tales como herramientas de trabajo, maquinarias de manufactura, equipos de transporte, materiales eléctricos y electrónicos, objetos de aviación, etc. La mejor razón de su uso es que puede ser producida económicamente en cualquier forma y tamaño. El tipo más común de molde de fundición es hecho de arena y arcilla, en donde el diseño forma una cavidad en la cual se vaciará el material fundido. Los moldes deben ser fuertes, resistentes a la presión del metal derretido, y suficientemente permeable para permitir el escape de aire y otros gases desde la cavidad de los moldes. El material del molde también debe resistir la fusión con el metal. (1)

La programación de La Fundición y sus actividades constituyen uno de los acontecimientos socioculturales del momento y ello, no sólo por la importante muestra que reúne en torno a las artes escénicas, sino por algo más significativo: por el papel que asume en el terreno de la gestión cultural.

La Fundición se ha convertido en un punto de confluencia de artes y artistas, entidades, socios privados e instituciones públicas y en un cauce para la comunicación de los diferentes lenguajes y su interrelación. Una ventana necesaria para las nuevas tendencias.

Un obligado punto de referencia en los circuitos nacionales e internacionales de creación. Una iniciativa privada, que, con el compromiso de una participación activa en la difusión de líneas artísticas y en coordinación con otros organismos y proyectos, representa un foco de contemporaneidad. Un foco para la nueva ciudad que se está construyendo ya. (1)

Cortesía Fundiciones NARDO

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________________________________________________________________CAPÍTULO I (1) PROCESOS DE CONFORMADO POR FUNDICION: MODELO EN ARENA

INFORMACIÓN GENERAL DEL PROCESO.

DIAGRAMA DE FLUJO.

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________________________________________________________________CAPÍTULO I (1) PROCESOS DE CONFORMADO POR FUNDICION: MODELO EN ARENA

DESCRIPCIÓN DEL PROCESO.

Proceso de arenado.

La operación empieza con el arribo de la arena totalmente limpia y sin impurezas, dado que si ésta tiene impurezas no se puede trabajar con dicha arena. Luego, ésta es transportada a la máquina tamizadora y quebradora para romper los bloques de arena, y remover los granos de gran tamaño, no quebrados. La arena tamizada es enviada a una cabina de arena para su almacenamiento.

En este proceso de moldeado, se hace primero un diseño, usualmente en dos partes, la base es colocada en un matraz (estuche de moldeado). Después la arena es atestada contra éste, luego el matraz es volteado, y la parte superior del matraz es colocada conjuntamente con el núcleo y el diseño. Después que la arena es prensada, el matraz es separado, los diseños removidos y el molde sujetado para mantener el núcleo en su posición correcta, quedando listo para su vaciado.

Luego, los objetos fundidos son limpiados con un chorro de arena. El metal solidificado en el canal o conducto es recortado. (1)

Según la clase de que debe realizar el constructor de máquinas, en la ejecución de sus proyectos utiliza:

a. Metales laminados o perfilados b. Metales forjados c. Elementos metálicos unidos entre sí por medio de ensambles o soldadura d. Piezas metálicas obtenidas por fundición o colado.

Estas últimas constituyen en la mayoría de los casos la parte preponderante de las máquinas, ya que el procedimiento de la fundición permite obtener fácil y económicamente piezas de diversas formas y tamaños y utilizar de modo conveniente algunos metales y aleaciones cuyas características particulares no los hacen aptos para la laminación, la forja o la soldadura, por ejemplo el hierro colado. (1)

La fundición es, por lo tanto, una industria fundamental para la construcción de máquinas y exige una amplia cultura profesional en el que se dedica a ella, pues requiere conocimientos técnicos tan diversos como son el dibujo industrial, la mecánica de los cuerpos sólidos y fluidos, la óptica, la termología, la electrotecnia, la química etc., mucha experiencia en los recursos prácticos a los que a menudo hay que recurrir, así como capacidad especial para idear y aprovechar tales recursos.

La fundición además de una industria es también un arte: el moldeador, sin más ayuda que la de un modelo y algunas herramientas rudimentarias, puede producir piezas muy complejas realizando un trabajo que puede llamarse de escultor. Para terminar la pieza hace falta como en todos los demás procedimientos industriales, someter las materia primas (que en este caso es el metal en bruto fundido en lingotes y la chatarra) y las materias auxiliares (esto es, el combustible, las arenas, los

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________________________________________________________________CAPÍTULO I (1) PROCESOS DE CONFORMADO POR FUNDICION: MODELO EN ARENA

aglutinantes, etc.) a una serie de ordenadas operaciones sucesivas que constituyen el llamado diagrama de trabajo

Proyecto y diseño.

El proyectista, al idear la máquina, debe darle un cuerpo resistente y duradero: calculando por consiguiente, las diversas partes de la misma y, para transmitir sus ideas al constructor, realiza los diseños de conjunto y los detalles de cada pieza, debidamente acotados. (1) A esta fase del diagrama de trabajo no sigue inmediatamente la fundición.

Ejecución del modelo

Después de las debidas comprobaciones del diseño para modelistas, se determinará si el modelo ha de ser de madera o de un mecanizado especializado si ha de construirse de metal. En colaboración con la fundición, el modelista o el mecánico construyen el modelo teniendo en cuenta el sistema de moldeo que adoptará el fundidor, el grado de contracción del metal y los espesores de mecanización. Si la pieza ha de tener un hueco interior el modelista hará también la correspondiente caja de machos, almas, núcleos o noyos.

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________________________________________________________________CAPÍTULO I (1) PROCESOS DE CONFORMADO POR FUNDICION: MODELO EN ARENA

Diferentes modelos

Moldeo

Una vez comprobado el moldeo para el moldeador, quien debe hacer el molde o forma de la reproducción en negativo de la producción y las dimensiones de la pieza que ha de ser fundida. El molde puede ser:

a. Perdido (transitorio): En este caso el molde se hace comprimiendo arena de fundición alrededor del modelo colocando en el interior un bastidor adecuado llamado caja después de la colada; se levanta la caja y se rompe el molde para extraer la pieza. Para hacer otra pieza es necesario rehacer el molde.

b. Permanente: En este caso el molde se prepara sin ayuda de modelo alguno labrando directamente en negativo la pieza en uno o varios bloques de metal (generalmente hierro fundido o acero) que viene a constituir la coquilla que dura numerosas fundiciones, algunas veces los moldes permanentes se hacen de yeso, de modo que sirvan para varias coladas con solo leves reparaciones, cuando la pieza ha de tener huecos interiores del noyero con la caja de machos u otros utensilio, hace los machos o noyos convenientes. (1) Los moldes perdidos son aptos para la colada de toda clase de metales y para piezas de cualquier dimensión; en cambio, los moldes permanentes en coquilla se adaptan especialmente para fundir pequeñas piezas sencillas y en gran número de un modo particular para metales de bajo grado de fusión (aleaciones de cobre de aluminio, de cinc, de plomo o similares). Los moldes de coquilla confieren en algunas aleaciones (por ejemplo al hierro fundido). Características mecánicas especiales (un grado de dureza muy elevado) por que modifican profundamente su estructura; por ello se emplean para la colada de piezas que han de estar sometidas a un fuerte desgaste, como los cilindros de máquinas laminadoras, ruedas para ferrocarriles, bancadas para máquinas y herramienta, etc. Si las piezas de hierro fundido obtenido de los moldes de coquilla han de ser trabajadas posteriormente en máquinas herramienta deben ser sometidas a un oportuno tratamiento térmico (por ejemplo, los tubos centrifugados)

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________________________________________________________________CAPÍTULO I (1) PROCESOS DE CONFORMADO POR FUNDICION: MODELO EN ARENA

Equipos de moldeo.

Bajo el nombre de equipos de moldeo se designan a todos los tipos de herramientas y medios que dispone el taller de moldeo, fundición o fábrica para realizar diferentes trabajos.

pisones o atacadores

pisones neumáticos.

Medios auxiliares:

Cribas atomices pulverizadores fuelle de mano estuches para herramientas.

Preparación de las arenas.

Para los moldes perdidos es necesario preparar la arena, añadiéndoles las materias adecuadas para que adquieran las propiedades convenientes para el buen éxito de la colada. Estas propiedades son: permeabilidad, cohesión, refractariedad, dureza, etc. (1)

Distintos tipos de arenas para moldeo:

Arena Verde: es una arena húmeda, es decir, que se ha secado. Arena seca: es aquella a la que se le ha eliminado toda la humedad antes de efectuar la

colada, mediante el secado de enfurtas. Arenas de revestimiento o de contacto: es la que se apisona contra la cara del moldeo y

una vez extraído este, formará la capa interna del molde. Arena de relleno: procede de los moldes ya colados y vuelve nuevamente a utilizarse

después de preparada para rellenar el molde durante el moldeado.

Otros tipos de arena son:

Arena negra

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________________________________________________________________CAPÍTULO I (1) PROCESOS DE CONFORMADO POR FUNDICION: MODELO EN ARENA

Arena sintética Arena natural Arena para machos Arena al aceite.

Diferentes tipos de arena.

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________________________________________________________________CAPÍTULO I (1) PROCESOS DE CONFORMADO POR FUNDICION: MODELO EN ARENA

Preparación de la coquilla.

Para los moldes permanentes, hay que construir la coquilla mediante operaciones mecánicas de torneado, fresado, etc., y prepararla para la colada recociéndola y recubriéndola con una capa de barniz protector. (1)

Retoque del molde.

Hecho el molde es necesario levantar la caja, extraer el molde, perfilar y asentar las partes arrancadas, colocar los eventuales machos destinados a formar los huecos en el interior de las piezas, y volverlo a cerrar, incluso en los moldes de coquilla hay que colocar los machos (metálicos o de arena antes de cerrarlos de nuevo). Esta operación recibe el nombre de retoque de molde o recomposición de la forma. (1)

Preparación del metal fundido

El metal se calentará a temperatura de fusión, es decir, se reducirá del estado sólido al líquido. Esta operación puede realizarse en un horno de combustible o en un horno eléctrico, cada tipo de horno posee sus características, sus ventajas, sus inconvenientes, sus exigencias y sus aplicaciones particulares.

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________________________________________________________________CAPÍTULO I (1) PROCESOS DE CONFORMADO POR FUNDICION: MODELO EN ARENA

Colada

Cuando el molde esta repasado y cerrado sólidamente de modo que resista la presión metalostática, se puede introducir en el mismo el metal fundido a través de uno o más aberturas de colada (bebedero) previamente dispuestos en el molde.

Solidificación y enfriamiento.

Después de la colada, se debe esperar que la pieza se solidifique y se enfríe en el molde. Las piezas pequeñas de molde especial las que se vacían en moldes de coquilla, se solidifican y enfrían en pocos instantes. Las mayores, coladas en moldes de arena requieren algunas horas más o menos, según sus dimensiones en cuanto a las piezas macizas de gran tamaño no son accesibles a las operaciones posteriores más que al cabo de algunos días.

Desmolde.

Cuando la pieza se ha solidificado y enfriado hasta el punto de poder ser manipulada sin peligro, se procede al desmoldeo, bien se trate de coquillas o de cajas. Para realizar esta operación, después de levantar la caja se rompe el molde de arena con martillos o barras adecuadas. Los moldes permanentes de yeso y las coquillas metálicas solo han de abrirse, ya que, después de sacada la pieza, deben ser utilizados nuevamente. (1)

Acabado.

La pieza extraída del molde esta áspera, tiene incrustaciones de arena y las rebabas que corresponden a las juntas de la caja o de la coquilla y lleva unidos todavía bebederos, cargadores y mazarotas. Es necesario pulir la pieza, desprender los bebederos y los cargadores, desbarbarla, limpiarla con el chorro de arena etc., a objeto de mejorar su aspecto y hacerla apta para los procesos sucesivos.

Tratamientos térmicos, recubrimientos y similares.

Algunas veces las piezas han de ser sometidas a tratamientos térmicos (al recocido, el acero y el hierro fundido colado en la coquilla; al reposo o maduración artificial, y a los tratamientos térmicos, las aleaciones de aluminio) o ser recubiertas por materiales protectores especiales (alquitranando los tubos para conducciones de agua y de gas, esmaltado de las piezas para la industria química o para uso domestico, galvanizado, estañado, etc.)

Mecanización.

Las piezas destinadas a la fabricación de alguna máquina pasan finalmente al taller para su mecanización por medio de máquinas herramienta. Esta mecanización tiene por objeto dimensionar

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________________________________________________________________CAPÍTULO I (1) PROCESOS DE CONFORMADO POR FUNDICION: MODELO EN ARENA

exactamente la pieza para que las varias partes ajusten cinemáticamente y asegurar con ello el perfecto funcionamiento de la máquina.

Arenas de fundición.

Los moldes perdidos de fundición destinados a recibir la colada deben poseer las siguientes cualidades:

a. Ser plásticos. b. Tener cohesión y resistencia, al objeto de poder reproducir y conservar la reproducción del

modelo. c. Resistir la acción de las temperaturas elevadas, es decir, ser refractarios. d. Permitir la evacuación rápida del aire contenido en el molde y de los gases que se producen

en el acto de la colada por la acción del calor sobre el mismo molde, es decir deben tener permeabilidad.

e. Disgregarse fácilmente para permitir la extracción y el pulimento de la pieza, es decir, deben ser disgregables.

Los materiales dotados de estas cualidades que se encuentran en la naturaleza son las arenas de fundición, constituidas por granos de cuarzo (1) (bióxido de silicio, muy refractario) y por arcilla (silicato hidratado de aluminio) que es el elemento de unión y confiere plasticidad y disgregabilidad al molde; la estructura granular propia de la arena asegura la permeabilidad.

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________________________________________________________________CAPÍTULO I (1) PROCESOS DE CONFORMADO POR FUNDICION: MODELO EN ARENA

Una primera clasificación de las arenas naturales puede basarse en su contenido de arcilla; se distinguen cuatro clases:

1. Arenas arcillosas o tierras grasas, cuyo contenido de arcilla es superior al 18% 2. Arenas arcillosas o tierras semigrasas, cuyo contenido de arcilla va del 8 al 18% 3. Arenas arcillosas o tierras magras, cuyo contenido de arcilla va del 5 al 8% 4. Arenas silíceas, cuyo contenido de arcilla es inferior al 5%

Una segunda clasificación puede hacerse atendiendo a la forma del grano.

1. Arena de grano esferoidal. 2. Arena de grano angulado. 3. Arena de grano compuesto.

Finalmente en relación con las dimensiones del grano, pueden distinguirse:

1. Arena de grano grueso. 2. Arena de grano medio. 3. Arena de grano fino.

Las arenas de fundición tienen un origen común. La roca madre de la cuál se derivan es el granito, compuesto de feldespato, cuarzo y mica. (1) El feldespato (silicato doble de aluminio y potasio o sodio) actúa de sustancia aglomerante de la mica y el cuarzo: bajo la acción tenaz y constante de los agentes atmosféricos se disocian los dos silicatos que componen al feldespato. El silicato de aluminio, al hidratarse se convierte en arcilla, mientras que los silicatos de potasio o de sodio (como tales, o transformados en carbonatos por la acción del anhídrido carbónico del aire) son arrastrados por las aguas meteóricas. De este modo se han constituido los vastos depósitos de arenas naturales, las cuales, por otra parte presentan características diferentes según que el proceso de disgregación esté más o menos avanzado (en este último caso existen residuos de feldespato, que es fusible y disminuye la refractariedad de la arena) y que la disociación se haya realizado en el mismo lugar donde se encuentra la arena (arenas arcillosas naturales con porcentajes variables de arcilla) o con acciones de transporte que forman depósitos distintos de arena silícea y de arcilla.

No siempre puede usarse la arena en la fundición tal como llega de los depósitos, sino que debe someterse a algunos procesos de modificación, que se efectuarán después de una serie de pruebas adecuadas para el estudio de sus características técnicas. El conjunto de estas pruebas, lo mismo las destinadas a comprobar las características del material que llega de los depósitos, como los de la mezcla que servirá para el moldeo, constituye lo que se llama comprobación de la arena.

Los casos de modificación de las arenas se presentan cuando se procede a la mezcla de arenas de tipo diverso (sea para variar la distribución del grano, sea para rebajar o reforzar la arena) o bien a la aglomeración del aglutinante. En el primer caso se trabajan arenas naturales y en el segundo arenas

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________________________________________________________________CAPÍTULO I (1) PROCESOS DE CONFORMADO POR FUNDICION: MODELO EN ARENA

sintéticas o aglomeradas que se obtienen partiendo de arenas silíceas lo más puras posibles a las cuales se añaden en diversos porcentajes, sustancias aglutinantes.

El uso de las arenas sintéticas se ha incrementado notablemente en el último decenio y su empleo creciente se justifica con las innegables ventajas que presentan con respecto a las arenas naturales. (1) En primer lugar, posee unas características más uniformes y, por otra parte, la arena base está exenta de polvo impalpable, ya que el aglutinante se añade en cantidades previamente comprobadas a fin de reducir al máximo el límite de humedad y obtener no solo una refractariedad más elevada, sino también una mayor permeabilidad. En cambio, el intervalo de humedad que permite la elaboración es mucho mas restringido en las arenas sintéticas que las naturales, se secan más rápidamente y ofrecen más dificultades para el acabado y la separación de los moldes.

HORNOS PARA FUNDIR LOS METALES

La fusión consiste en hacer pasar los metales y sus aleaciones del estado sólido al estado líquido, generando determinada cantidad de calor, bien definida y característica para cada metal o aleación.

Como se comprende fácilmente, después de que ha alcanzado la temperatura o punto de fusión es necesario aplicar más calor para poder transformar el metal o la aleación de sólido a líquido. Durante este periodo la temperatura no aumenta y la cantidad de calor generada destinada solamente a disgregar el estado sólido, se llama calor latente de fusión. Sí cuando toda la masa es líquida, se continúa generando calor, la temperatura vuelve a aumentar y el metal se recalienta. (1)

Alto Horno

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________________________________________________________________CAPÍTULO I (1) PROCESOS DE CONFORMADO POR FUNDICION: MODELO EN ARENA

Horno de cubilote

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________________________________________________________________CAPÍTULO I (1) PROCESOS DE CONFORMADO POR FUNDICION: MODELO EN ARENA

Horno de gas

Horno de Inducción

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________________________________________________________________CAPÍTULO I (1) PROCESOS DE CONFORMADO POR FUNDICION: MODELO EN ARENA

Horno de inducción

Horno de Arco Eléctrico

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________________________________________________________________CAPÍTULO I (1) PROCESOS DE CONFORMADO POR FUNDICION: MODELO EN ARENA

Preparando para el vaciado

Vaciando el material fundido

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________________________________________________________________CAPÍTULO I (1) PROCESOS DE CONFORMADO POR FUNDICION: MODELO EN ARENA

Metal o aleación Temperatura de fusión 0C

Calor específico del sólido

Calor específico del líquido

Calor latente de fusión

Estaño 232 0.056 0.061 14

Plomo 327 0.031 0.04 6

Zinc 420 0.094 0.121 28

Magnesio 650 0.25 ----- 72

Aluminio 657 0.23 0.39 85

Latón 900 0.092 ----- ----

Bronce 900 a 960 0.09 ----- ----

Cobre 1083 0.094 0.156 43

Fundición gris 1200 0.16 0.20 70

Fundición blanca 1100 0.16 ---- ----

Acero 1400 0.12 ---- 50

Níquel 1455 0.11 ---- 58

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________________________________________________________________CAPÍTULO I (1) PROCESOS DE CONFORMADO POR FUNDICION: MODELO EN ARENA

La tabla indica los puntos de fusión, calores específicos medios y calores latentes de fusión de algunos de los metales y aleaciones más corrientes empleados en fundición. (1) Consideremos también el hecho de que hay diversos tipos hornos para fundir los materiales, algunos de ellos podrían ser:

a. Hornos oscilantes y giratorios b. Hornos eléctricos c. Hornos eléctricos de arco d. Hornos de arco directo monofásico e. Hornos de arco trifásicos f. Hornos de arco indirecto monofásico g. Hornos eléctricos de resistencia h. Hornos de resistencia no metálica i. Hornos de resistencia metálica j. Hornos eléctricos de inducción k. Hornos de inducción de baja frecuencia l. Hornos de inducción de alta frecuencia

Colado del metal fundido.

Se denomina fundición al proceso de fabricación de piezas, comúnmente metálicas pero también de plástico, consistente en fundir un material e introducirlo en una cavidad, llamada molde, donde se solidifica.

El proceso tradicional es la fundición en arena, por ser ésta un material refractario muy abundante en la naturaleza y que, mezclada con arcilla, adquiere cohesión y moldeabilidad sin perder la permeabilidad que posibilita evacuar los gases del molde al tiempo que se vierte el metal fundido.

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________________________________________________________________CAPÍTULO I (1) PROCESOS DE CONFORMADO POR FUNDICION: MODELO EN ARENA

ETAPAS DEL PROCESO

El modelo es la pieza que se pretende reproducir, pero con algunas modificaciones derivadas de la naturaleza del proceso de fundición:

Será ligeramente más grande que la pieza, ya que se debe tener en cuenta la contracción de la misma una vez se haya extraído del molde.

Las superficies del modelo deberán respetar unos ángulos mínimos con la dirección de desmoldeo (la dirección en la que se extraerá el modelo), con objeto de no dañar el molde de arena durante su extracción. Este ángulo de denomina ángulo de salida.

Incluir todos los canales de alimentación y mazarotas necesarios para el llenado del molde con el metal fundido.

Si es necesario incluirá portadas, que son prolongaciones que sirven para la colocación del macho. (1)

FABRICACIÓN DEL MODELO

En lo que atañe a los materiales empleados para la construcción del modelo, se puede emplear desde madera o plásticos como el uretano hasta metales como el aluminio o el hierro fundido.

Usualmente se fabrican dos semi modelos correspondientes a sendas partes del molde que es necesario fabricar.

Modelos en Madera

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________________________________________________________________CAPÍTULO I (1) PROCESOS DE CONFORMADO POR FUNDICION: MODELO EN ARENA

Compactación de la arena alrededor del modelo. Para ello primeramente se coloca cada semi modelo en una tabla, dando lugar a las llamadas tablas modelo, que garantizan que posteriormente ambas partes del molde encajarán perfectamente. (1)

Actualmente se realiza el llamado moldeo mecánico, consistente en la compactación de arena, por medios automáticos, generalmente mediante pistones (uno o varios) hidráulicos o neumáticos.

Colocación del macho. Si la pieza que se quiere fabricar es hueca, será necesario disponer machos que eviten que el metal fundido rellene dichas oquedades. Los machos se elaboran con arenas especiales debido a que deben ser más resistentes que el molde, ya que es necesario manipularlos para su colocación en el molde. Una vez colocado, se juntan ambas caras del molde y se sujetan. (1)

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________________________________________________________________CAPÍTULO I (1) PROCESOS DE CONFORMADO POR FUNDICION: MODELO EN ARENA

Colada. Vertido del material fundido.

Enfriamiento y solidificación. Esta etapa es crítica de todo el proceso, ya que un enfriamiento excesivamente rápido puede provocar tensiones mecánicas en la pieza, e incluso la aparición de grietas, mientras que si es demasiado lento disminuye la productividad.

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________________________________________________________________CAPÍTULO I (1) PROCESOS DE CONFORMADO POR FUNDICION: MODELO EN ARENA

Desmoldeo. Rotura del molde y extracción de la pieza. En el desmoldeo también debe retirarse la arena del macho. Toda esta arena se recicla para la construcción de nuevos moldes.

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________________________________________________________________CAPÍTULO I (1) PROCESOS DE CONFORMADO POR FUNDICION: MODELO EN ARENA

Desbarbado. Consiste en la eliminación de los conductos de alimentación, mazarota y rebabas procedentes de la junta de ambas caras del molde.

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________________________________________________________________CAPÍTULO I (1) PROCESOS DE CONFORMADO POR FUNDICION: MODELO EN ARENA

Acabado y limpieza de los restos de arena adheridos. Posteriormente la pieza puede requerir mecanizado, tratamiento térmico, etc. (1)

Acabado del Material

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________________________________________________________________CAPÍTULO I (1) PROCESOS DE CONFORMADO POR FUNDICION: MODELO EN ARENA

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________________________________________________________________CAPÍTULO I (1) PROCESOS DE CONFORMADO POR FUNDICION: MODELO EN ARENA

Detallado

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________________________________________________________________CAPÍTULO I (1) PROCESOS DE CONFORMADO POR FUNDICION: MODELO EN ARENA

CapítuloClasificación del Proceso de Fundición

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______________________________________________________CAPÍTULO II(1) (2) UNDICIÓN (TECNOLOGÍA TOMO I Y III)

CLASIFICACIÓN DEL PROCESO DE FUNDICIÓN

Moldeo Y Tipos De Fundición

Moldeo en arena en verde. Consiste en la elaboración del molde con arena húmeda y colada directa del metal fundido. Es el método más empleado en la actualidad, con todo tipo de metales, y para piezas de tamaño pequeño y medio.

No es adecuado para piezas grandes o de geometría compleja, ni para obtener buenos acabados superficiales o tolerancia reducida. (1)

Moldeo en arena seca. Antes de la colada, el molde se seca a elevada temperatura (entre 200 y 300ºC). De este modo se incrementa la rigidez del molde, lo que permite fundir piezas de mayor tamaño, geometrías más complejas y con mayor precisión dimensional y mejor acabado superficial.

Moldeo mecánico. Consiste en la automatización del moldeo en arena verde. La generación del molde mediante prensas mecánicas o hidráulicas, permite obtener moldes densos y resistentes que subsanan las deficiencias del moldeo tradicional en arena verde.

Moldeo a la cera perdida ó microfusión. En este caso, el modelo se fabrica en cera o plástico. Una vez obtenido, se recubre de una serie de dos capas, la primera de un material que garantice un buen acabado superficial, y la segunda de un material refractario que proporcione rigidez al conjunto.

Una vez que se ha completado el molde, se calienta para endurecer el recubrimiento y derretir la cera o el plástico para extraerlos del molde en el que se verterá posteriormente el metal fundido.

Este método tiene dos ventajas principales, la ausencia de machos y de superficies de junta, con lo que se logran fieles reproducciones del modelo original sin defectos superficiales (líneas de junta y rebabas) que luego haya que pulir. (2)

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______________________________________________________CAPÍTULO II(1) (2) UNDICIÓN (TECNOLOGÍA TOMO I Y III)

Tipos De Fundición

El proceso para producir piezas u objetos útiles con metal fundido se le conoce como proceso de fundición. Este proceso se ha practicado desde el año 2000 AC. Consiste en vaciar metal fundido en un recipiente con la forma de la pieza u objeto que se desea fabricar y esperar a que se endurezca al enfriarse. (1)

La realización de este proceso empieza lógicamente con el molde. La cavidad de este debe diseñarse de forma y tamaño ligeramente sobredimensionado, esto permitirá la contracción del metal durante la solidificación y enfriamiento. Cada metal sufre diferente porcentaje de contracción, por lo tanto si la presión dimensional es crítica la cavidad debe diseñarse para el metal particular que se va a fundir. Los moldes se hacen de varios materiales que incluyen arena, yeso, cerámica y metal. Los procesos de fundición se clasifican de acuerdo a los diferentes tipos de moldes.

Proceso:

Se calienta primero el metal a una temperatura lo suficientemente alta para transformarlo completamente al estado líquido, después se vierte directamente en la cavidad del molde. En un molde abierto el metal líquido se vacía simplemente hasta llenar la cavidad abierta. En un molde cerrado existe una vía de paso llamada sistema de vaciado que permite el flujo del metal fundido desde afuera del molde hasta la cavidad, éste es el más importante en operaciones de fundición.

Cuando el material fundido en el molde empieza a enfriarse hasta la temperatura suficiente para el punto de congelación de un metal puro, empieza la solidificación que involucra un cambio de fase del metal. Se requiere tiempo para completar este cambio de fase porque es necesario disipar una considerable cantidad de calor. El metal adopta la forma de cavidad del molde y se establecen muchas de las propiedades y características de la fundición.

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______________________________________________________CAPÍTULO II(1) (2) UNDICIÓN (TECNOLOGÍA TOMO I Y III)

Para lograr la producción de una pieza fundida es necesario hacer las siguientes actividades:

1. Diseño de los modelos de la pieza y sus partes internas.2. Diseño del molde.3. Preparación de los materiales para los modelos y los moldes.4. Fabricación de los modelos y los moldes.5. Colado de metal fundido.6. Enfriamiento de los moldes.7. Extracción de las piezas fundidas.8. Limpieza de las piezas fundidas.9. Terminado de las piezas fundidas.10. Recuperación de los materiales de los moldes.

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______________________________________________________CAPÍTULO II(1) (2) UNDICIÓN (TECNOLOGÍA TOMO I Y III)

Actividades que se llevan a cabo en el proceso de fundición.

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______________________________________________________CAPÍTULO II(1) (2) UNDICIÓN (TECNOLOGÍA TOMO I Y III)

Al enfriarse la fundición se remueve del molde; para ello pueden necesitarse procesamientos posteriores dependiendo del método de fundición y del metal que se usa. Entre ellos tenemos:

El desbaste del metal excedente de la fundición. La limpieza de la superficie. Tratamiento térmico para mejorar sus propiedades. Pueden requerir maquinado para lograr tolerancias estrechas en ciertas partes de la pieza y

para remover la superficie fundida y la microestructura metalúrgica asociada.

CLASIFICACIÓN DEL PROCESO DE FUNDICIÓN

Según el Tipo de Modelo:

Modelos temporales

Los recipientes con la forma deseada se conocen como moldes, éstos se fabrican de diferentes materiales como: arena, yeso, barro, metal, etc. Los moldes pueden servir una vez o varias. En el primer caso se les conoce como moldes temporales y los que se pueden utilizan varias veces, se les conoce como moldes permanentes.

Modelos desechables y removibles

Los moldes se fabrican por medio de modelos los que pueden ser de madera, plástico, cera, yeso, arena, poliuretano, metal, etc. Si los modelos se destruyen al elaborar la pieza, se dice que éstos son disponibles o desechables y si los modelos sirven para varias fundiciones se les llama removibles.

REMOVIBLES

El primer paso en la hechura de un molde es el de colocar el modelo en el tablero de moldear, que coincide con la caja de moldeo. Enseguida se coloca la tapa sobre el tablero con los pernos dirigidos hacia abajo. Luego se criba sobre el modelo para que lo vaya cubriendo; la arena deberá compactarse con los dedos en torno al modelo, terminando de llenar completamente la tapa. Para moldes pequeños, la arena se compacta firmemente con apisonadores manuales. El apisonado mecánico se usa para moldes muy grandes y para moldeo de gran producción. El grado de apisonado necesario solo se determina por la experiencia. Si el molde no ha sido lo suficientemente apisonado, no se mantendrá en su posición al moverlo o cuando el metal fundido choque con él. Por otra parte, si el apisonado es muy duro no permitirá que escape el vapor y el gas cuando penetre el metal fundido al molde.

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______________________________________________________CAPÍTULO II(1) (2) UNDICIÓN (TECNOLOGÍA TOMO I Y III)

Realización de molde Removible

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______________________________________________________CAPÍTULO II(1) (2) UNDICIÓN (TECNOLOGÍA TOMO I Y III)

Después que se ha terminado de apisonar, se quita el exceso de arena arrasándola con una barra recta llamada rasera. Para asegurar el escape de gases cuando se vierta el metal, se hacen pequeños agujeros a través de la arena, que llegan hasta unos cuantos milímetros antes del modelo.

Se voltea la mitad inferior del molde, de tal manera que la tapa se puede colocar en su posición y se termina el moldeo. Antes de voltearlo se esparce un poco de arena sobre el molde y se coloca en la parte superior un tablero inferior de moldeo. Este tablero deberá moverse hacia atrás y hacia delante varias veces para asegurar un apoyo uniforme sobre el molde. Entonces la caja inferior se voltea y se retira la tabla de moldeo quedando expuesto el modelo. La superficie de la arena es alisada con una cuchara de moldeador y se cubre con una capa fina seca de arena de separación. La arena de separación es una arena de sílice de granos finos y sin consistencia. Con ella se evita que se pegue la arena de la tapa sobre la arena de la base.

Enseguida se coloca la tapa sobre la base, los pernos mantienen la posición correcta en ambos lados. Para proporcionar un conducto por donde entra el metal al molde, se coloca un mango aguzado conocido como clavija de colada y es colocada aproximadamente a 25mm de un lado del modelo, las operaciones de llenado, apisonado y agujerado para escape de gases, se llevan a cabo en la misma forma que la base.

Con esto, el molde ha quedado completo excepto que falta quitar el modelo y la clavija de colada. Primero se extrae esta, abocardándose el conducto por la parte superior, de manera que se tenga una gran apertura por donde verter el metal. La mitad de la caja correspondiente a la mitad superior es levantada a continuación y se coloca a un lado. Antes de que sea extraído el modelo, se humedece con un pincel la arena alrededor de los bordes del modelo, de modo que la orilla del molde se mantenga firme al extraerlo. Para aflojar el modelo, se encaja en el una alcayata y se golpea ligeramente en todas direcciones. Enseguida se puede extraer el modelo levantándolo de la alcayata.

Antes de cerrar el molde, debe cortarse un pequeño conducto conocido como alimentador, entre la caída del molde hecho por el modelo y la abertura de la colada. Este conducto se estrecha en el molde de tal forma que después que el metal ha sido vertido el mismo en el alimentador se puede romper muy cerca de la pieza.

Para prever la contracción del metal, algunas veces se hace un agujero en la tapa, el cual provee un suministro de metal caliente a medida que la pieza fundida se va enfriando, esta aventura es llamada rebosadero. La superficie del molde se debe rociar, juntar o espolvorear con un material preparado para recubrimiento, dichos recubrimientos contienen por lo general polvo de sílice y grafito. La capa de recubrimiento del molde mejora el acabado de la superficie de colado y reduce los posibles defectos en las superficies. Antes que el metal sea vaciado en el molde, deberá colocarse un peso sobre la tapa para evitar que el metal líquido salga fuera del molde en la línea de partición.

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______________________________________________________CAPÍTULO II(1) (2) UNDICIÓN (TECNOLOGÍA TOMO I Y III)

Modelo en madera para rieles

DESECHABLES

En la fabricación de moldes con modelos desechables, el modelo, que es usualmente de una pieza, es colocado en el tablero y la base de la caja se moldea en la forma convencional. Se agregan unos agujeros para ventilación y la base se voltea completamente para el moldeo de la tapa. Casi siempre la arena en verde es el material común más usado, aunque pueden usarse arenas especiales para otros propósitos, como arena de cara que se utiliza de inmediato alrededor del modelo. La arena en la línea de partición no se aplica en la tapa de la caja y la base no puede ser separada hasta que la fundición es removida. En cambio, la tapa es llenada con arena y se apisona. En cualquiera de los casos la colada es cortada en el sistema de alimentación o ambas, como usualmente sucede, esta es una parte del modelo desechable. Se hacen los agujeros para ventilación y se coloca algo de peso para oprimir la tapa.

La colada es vaciada rápidamente en la pieza moldeada; el poliestireno se vaporiza; y el metal llena el resto de la cabida. Después de enfriado la fundición es eliminada del molde y limpiada.

El metal es vaciado lo suficientemente rápido para prevenir la combustión del poliestireno, con el resultado de residuos carbonosos. En cambio, los gases, debido a la vaporización del material, son manejados hacia fuera a través de la arena permeable y los agujeros de ventilación. Un recubrimiento refractario se aplica comúnmente al modelo para asegurar un mejor acabado superficial para la fundición y le agrega resistencia al modelo. Es obligatorio a veces que los pesos para oprimir los moldes sean parejos en todos los lados para combatir la alta presión relativa en el interior del molde.

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______________________________________________________CAPÍTULO II(1) (2) UNDICIÓN (TECNOLOGÍA TOMO I Y III)

Las ventajas de este proceso incluyen los siguientes aspectos:

Para una pieza no moldeada en máquina, el proceso requiere menos tiempo.

No requieren que hagan tolerancias especiales para ayudar a extraer el modelo de la arena y se requiere menor cantidad de metal.

El acabado es uniforme y razonablemente liso.

No se requiere de modelos complejos de madera con partes sueltas.

No se requiere caja de corazón y corazones.

El modelo se simplifica grandemente.

Las desventajas de este proceso incluyen los siguientes aspectos:

El modelo es destruido en el proceso.

Los modelos son más delicados de manejar.

El proceso no puede ser usado con equipos de moldeo mecánico.

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______________________________________________________CAPÍTULO II(1) (2) UNDICIÓN (TECNOLOGÍA TOMO I Y III)

FUNDICIÓN A LA ARENA

Existen dos métodos diferentes por los cuales la fundición a la arena se puede producir. Se clasifica en función de tipo de modelo usado, ellos son: modelo removible y modelo desechables.

En el método empleando modelo removible, la arena es comprimida alrededor del modelo el cual se extrae más tarde de la arena. La cavidad producida se alimenta con metal fundido para crear la fundición. Los modelos desechables son hechos de poliestireno y en vez de extraer el modelo de la arena, se vaporiza cuando el metal fundido es vaciado en el molde.

Para entender el proceso de fundición, es necesario conocer como se hace un molde y que factores son importantes para producir una buena fundición.

Los principales factores son:

Procedimiento de moldeo

Modelo

Arena

Corazones

Equipo metálico

Metal

Vaciado y limpieza

Fundición en moldes de arena

Uno de los materiales más utilizados para la fabricación de moldes temporales es la arena sílica o arena verde (por el color cuando está húmeda). El procedimiento consiste en el recubrimiento de un modelo con arena húmeda y dejar que seque hasta que adquiera dureza. (2)

Fundición en moldes de capa seca

Es un procedimiento muy parecido al de los moldes de arena verde, con excepción de que alrededor del modelo (aproximadamente 10 mm) se coloca arena con un compuesto que al secar hace más dura la arena, este compuesto puede ser almidón, linaza, agua de melaza, etc. El material que sirve para endurecer puede ser aplicado por medio de un rociador y posteriormente secado con una antorcha. (1)

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______________________________________________________CAPÍTULO II(1) (2) UNDICIÓN (TECNOLOGÍA TOMO I Y III)

Fundición en moldes con arena seca

Estos moldes son hechos en su totalidad con arena verde común, pero se mezcla un aditivo como el que se utiliza en el moldeo anterior, el que endurece la arena cuando se seca. Los moldes deben ser cocidos en un horno para eliminar toda la humedad. Estos moldes tienen mayor resistencia a los golpes y soportan bien las turbulencias del metal al colarse en el molde.

Fundición en moldes de arcilla

Los moldes de arcilla se construyen al nivel de piso con ladrillos o con materiales cerámicos, son utilizados para la fundición de piezas grandes y algunas veces son reforzados con cajas de hierro. Estos moldes requieren mucho tiempo para su fabricación y no son muy utilizados.

Fundición en moldes furánicos

Este proceso es bueno para la fabricación de moldes o corazones de arena. Están fabricados con arena seca de grano agudo mezclado con ácido fosfórico, el cual actúa como acelerador en el endurecimiento, al agregarse a la mezcla una resina llamada furánica. Con esta mezcla de ácido, arcilla y resina en dos horas el molde se endurece lo suficiente para recibir el metal fundido.

Fundición con moldes de CO2

En este tipo de moldes la arena verde se mezcla con silicato de sodio para posteriormente ser apisonada alrededor del modelo. Una vez armado el molde se inyecta bióxido de carbono a presión con lo que reacciona el silicato de sodio aumentando la dureza del molde. Con la dureza adecuada de la arena del molde se extrae el modelo, si éste fuera removible, para posteriormente ser cerrado y utilizado.

PARTES DE UN MOLDE

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______________________________________________________CAPÍTULO II(1) (2) UNDICIÓN (TECNOLOGÍA TOMO I Y III)

1. Vasija de vaciado. Entrada del metal fundido al molde. 2. Bebedero. Conducto por el cual baja el metal fundido para la alimentación del metal al

molde. 3. Corredor alimentador. Vasija inferior que permite la entrada del material a la cavidad. En

algunos casos se coloca un rebosadero antes del corredor alimentador para que se atrape la escoria o partículas extrañas del metal fundido.

4. Rebosaderos. Son espacios que pueden ser ciegos o abiertos y que sirven para permitir que la escoria del material fundido flote y sea atrapada. También sirven para conocer si el material llenó en su totalidad la cavidad del molde. (1)

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______________________________________________________CAPÍTULO II(1) (2) UNDICIÓN (TECNOLOGÍA TOMO I Y III)

TOLERANCIAS EN LOS MODELOS

En el diseño de los modelos que se utilizan para construir un molde es necesario tener en consideración varias tolerancias.

1. Tolerancia para la contracción. Se debe tener en consideración que un material al enfriarse se contrae dependiendo del tipo de metal que se esté utilizando, por lo que los modelos deberán ser más grandes que las medidas finales que se esperan obtener.

2. Tolerancia para la extracción. Cuando se tiene un modelo que se va a remover es necesario agrandar las superficies por las que se deslizará, al fabricar estas superficies se deben considerar en sus dimensiones la holgura por extracción.

3. Tolerancia por acabado. Cuando una pieza es fabricada es necesario realizar algún trabajo de acabado o terminado de las superficies generadas, esto se logra puliendo o quitando algún material de las piezas producidas por lo que se debe considerar en el modelo esta rebaja de material.

4. Tolerancia de distorsión. Cuando una pieza es de superficie irregular su enfriamiento también es irregular y por ello su contracción es irregular generando la distorsión de la pieza, estos efectos deberán ser tomados en consideración en el diseño de los modelos.

5. Golpeteo. En algunas ocasiones se golpean los modelos para ser extraídos de los moldes, acción que genera la modificación de las dimensiones finales de las piezas obtenidas, estas pequeñas modificaciones deben ser tomadas en consideración en la fabricación de los modelos.

Observe que cuando se utilizan modelos disponibles muchas de las tolerancias antes mencionadas no son aplicables. (2)

PROCESOS ESPECIALES DE FUNDICIÓN

Fundición en moldes metálicos

La fundición en moldes permanentes hechos de metal es utilizada para la producción masiva de piezas de pequeño o regular tamaño, de alta calidad y con metales de baja temperatura de fusión. Sus ventajas son que tienen gran precisión y son muy económicos, cuando se producen grandes cantidades. Existen varios tipos de moldes metálicos utilizados para la fabricación de piezas por lo regular de metales no ferrosos.

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______________________________________________________CAPÍTULO II(1) (2) UNDICIÓN (TECNOLOGÍA TOMO I Y III)

Fundición en matrices

En este proceso el metal líquido se inyecta a presión en un molde metálico (matriz), la inyección se hace a una presión entre 10 y 14 Mpa, las piezas logradas con este procedimiento son de gran calidad en lo que se refiere a su terminado y a sus dimensiones. Este procedimiento es uno de los más utilizados para la producción de grandes cantidades de piezas fundidas. Se pueden utilizar dos tipos de sistema de inyección en la fundición en matrices. (1)

Cámara caliente Cámara fría

El procedimiento de fusión en cámara caliente se realiza cuando un cilindro es sumergido en el metal derretido y con un pistón se empuja el metal hacia una salida la que descarga a la matriz. Las aleaciones más utilizadas en este método son las de bajo punto de fusión como las de zinc, estaño y plomo. Las piezas que se producen son de 20 a 40 kg y se llegan a manejar presiones superiores a los 35 Mpa. Es un proceso rápido que se puede fácilmente mecanizar. (2)

Fundición con cámara caliente

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______________________________________________________CAPÍTULO II(1) (2) UNDICIÓN (TECNOLOGÍA TOMO I Y III)

Fundición en cámara fría

El proceso con cámara fría se lleva metal fundido por medio de un cucharón hasta un cilindro por el cual corre un pistón que empuja al metal a la matriz de fundición, las piezas obtenidas son de unos cuantos gramos a 10 Kg y sólo es recomendable en trabajos de poca producción. (1)

Fundición con molde permanente por gravedad

Este tipo de fundición es utilizado para piezas en las que la calidad de terminado y dimensional no está sujeto a restricciones de calidad, debido a que la única fuente de energía que obliga al metal a llenar la cavidad del molde es la fuerza de la gravedad, un ejemplo de la utilización de este método el la fabricación de lingotes de metal.

La fusión de moldes de baja presión

Es un sistema de fusión que consiste en la colocación de un tallo sobre un crisol sellado, al inyectar presión al centro del crisol la única salida del metal fundido será el tallo por lo que se genera el flujo del metal por el tallo hasta que se llena la matriz y se forma la pieza.

Con este procedimiento se pueden fabricar piezas hasta de 30 kg y es rentable para grandes cantidades de piezas sin grandes requerimientos de calidad. (1)

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______________________________________________________CAPÍTULO II(1) (2) UNDICIÓN (TECNOLOGÍA TOMO I Y III)

Fundición al vacío

Fundición hueca

Es un sistema de producción de piezas metálicas huecas sin corazones fijos. Consiste en vaciar metal fundido en un molde que es volteado cuando se empieza a solidificar el metal. El metal que no se ha solidificado sale del molde para ser utilizado en otra pieza y el metal solidificado forma las paredes de la pieza. El resultado son paredes delgadas de metal.

Fundición prensada o de Corthias

Es un proceso para producir piezas huecas pero de mayor calidad que la fundición hueca. Se vacía una cantidad específica de metal fundido en el interior de un molde con un extremo abierto por el que se introduce un corazón que obliga al metal fundido a distribuirse uniformemente en todo el molde, una vez que empieza a solidificarse el metal del molde, se extrae el corazón, lo que origina una pieza de buena calidad. Este sistema de fundición es considerado como artesanal y sólo es rentable cuando se van a fabricar pocas piezas. (1)

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______________________________________________________CAPÍTULO II(1) (2) UNDICIÓN (TECNOLOGÍA TOMO I Y III)

Fundición centrífuga

La fundición centrífuga es un método en el que aprovecha la fuerza centrífuga que se puede generaral hacer girar el metal en tordo de un eje. Existen tres tipos de fundición centrífuga: (2)

I. Fundición centrífuga real II. Fundición semicentrífuga

III. Centrifugado

I. Fundición centrífuga real

Es el procedimiento utilizado para la fabricación de tubos sin costura, camisas y objetos simétricos, los moldes se llenan del material fundido de manera uniforme y se hace girar al molde sobre su eje de rotación. (1)

II. Fundición semicentrífuga

Es un método en el que el material fundido se hace llegar a los extremos de los moldes por la fuerza centrífuga que genera hacer girar a los moldes, los extremos se llenan del material fundido, con buena densidad y uniformidad. El centro tiene poco material o de poca densidad. Por lo regular el centro en este tipo de sistemas de fundición es maquinado posteriormente.

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______________________________________________________CAPÍTULO II(1) (2) UNDICIÓN (TECNOLOGÍA TOMO I Y III)

III. Centrifugado

Es un sistema donde por medio de un tallo se hace llegar metal fundido a racimos de piezas colocadas simétricamente en la periferia. Al poner a girar el sistema se genera fuerza centrífuga la que es utilizada para aumentar la uniformidad del metal que llena las cavidades de los moldes. (2)

Proceso de fundición a la cera perdida

Es un proceso muy antiguo para la fabricación de piezas artísticas. Consiste en la creación de un modelo en cera de la pieza que se requiere, este modelo debe tener exactamente las características deseadas en la pieza a fabricar. El modelo de cera es cubierto con yeso o un material cerámico que soporte el metal fundido. Para que seque ese material cerámico se introduce a un horno, con ello el material cerámico se endurece y el modelo de cera se derrite. En el molde fabricado se vacía el metal fundido y se obtiene la pieza deseada. Es un proceso que es utilizado para la fabricación de piezas ornamentales únicas o con muy pocas copias. (1)

Proceso de cáscara cerámica

Es un proceso parecido al de la cera perdida, sólo que en este proceso el modelo es de cera o un material de bajo punto de fusión, se introduce varias veces en una lechada refractaria (yeso con polvo de mármol) la que cada vez que el modelo se introduce éste se recubre de una capa de la mezcla, generando una cubierta en el modelo. Posteriormente el modelo y su cáscara se meten en un horno con lo que el material refractario se endurecerá y el modelo se derrite. Así se tiene un molde listo para ser llenado con un metal y producir una fundición sólida o hueca.

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______________________________________________________CAPÍTULO II(1) (2) UNDICIÓN (TECNOLOGÍA TOMO I Y III)

Fundición en molde de yeso

Cuando se desea la fabricación de varios tipos de piezas de tamaño reducido y de baja calidad en su terminado superficial, se utiliza el proceso de fundición en molde de yeso. Este consiste en la incrustación de las piezas modelo que se desean fundir, en una caja llena con pasta de yeso, cuando se ha endurecido el yeso, se extraen las piezas que sirvieron de modelo y por gravedad se llenan las cavidades con metal fundido. El sistema anterior puede producir grandes cantidades de piezas fundidas con las formas deseadas. (2)

MÁQUINAS PARA MOLDEO:

Estas máquinas ofrecen velocidades más altas de producción y mejor calidad de los colados además de mano de obra ligera y costos más bajos.

Máquinas de moldeo por sacudida y compresión: consta básicamente de una mesa accionada por dos pistones en cilindros de aire, uno dentro del otro. El molde en la mesa se sacude por la acción del pistón inferior que eleva la mesa en forma repetida y la deja caer bruscamente en un colchón de rebote. Las sacudidas empacan la arena en las partes inferiores de la caja de moldeo pero no en la parte superior. El cilindro más grande empuja hacia arriba la mesa para comprimir la arena en el molde contra el cabezal de compresión en la parte superior. La opresión comprime las capas superiores de la arena en el molde pero algunas veces no penetra en forma efectiva todas las áreas del modelo. (1)

Máquinas de sacudida y vuelco con retiro del modelo: en esta máquina una caja de modelo se coloca sobre un modelo en una mesa, se llena con arena y se sacude. El exceso de arena se enrasa y se engrapa un tablero inferior a la caja de moldeo. La máquina eleva el molde y lo desliza en una mesa o transportador. La caja se libera de la máquina, el modelo se vibra, se saca del molde y se regresa a la posición de carga. Máquinas similares comprimen y también sacuden.

Máquina lanzadora de arena: esta máquina logra un empaque consistente y un efecto de apisonado lanzando arena con alta velocidad al modelo. La arena de una tolva se alimenta mediante una banda a un impulsor de alta velocidad en el cabezal. Una disposición común es suspender la lanzadora con contrapesos y moverla para dirigir la corriente de arena con ventaja dentro de un molde. La dureza del molde se puede controlar mediante el operador cambiando la velocidad del impulsor y moviendo la cabeza impulsora. Su principal utilidad es para apisonar grandes moldes y su única función es empacar la arena en los moldes. Generalmente trabaja con el equipo de retiro del modelo. (2)

CapítuloProcesos de Moldeo y Selección de

Arenas

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_____________________________________________________________CAPITULO III(1)PROCESOS DE CONFORMADO POR FUNDICION: MODELO EN ARENA

PROCESOS DE MOLDEO Y SELECCIÓN DE ARENAS

Clasificación De Los Procesos De Moldes Comerciales

Moldeo en banco: Este tipo de moldeo es para trabajos pequeños, y se hace en un banco de una altura conveniente para el moldeador. En estos tipos de moldeo se producen grandes cantidades, también se utilizan placas correlativas que son modelos especiales metálicos de una sola pieza aligual que las cajas de tableros de soporte que permiten sacar con facilidad el modelo del molde de arena, el cual se puede volver a utilizar.

Moldeo en piso: Cuando las piezas de fundición aumentan de tamaño, resulta difícil su manejo, por consiguiente, el trabajo es hecho en el piso. Este tipo de moldeo se usa prácticamente para todas las piezas medianas y de gran tamaño. Suelen ser muy costosos, tienen el mismo procedimiento que el moldeo en banco salvo las características ya mencionadas.

Moldeo en fosa: Las piezas de fundición extremadamente grandes son moldeadas en una fosa en vez de moldear en cajas. La fosa actúa como la base de la caja, y se usa una capa separadora encima de él. Los lados de la fosa son una línea de ladrillos y en el fondo hay una capa gruesa de carbón con tubos de ventilación conectados a nivel del piso. Entonces los moldes de fosa pueden resistir las presiones que se desarrollan por el calor de los gases, esta práctica ahorra mucho en moldes costosos.

Moldeo en máquina: Las máquinas han sido construidas para hacer un número de operaciones que el moldeador hace ordinariamente a mano, tales como apisonar la arena, voltear el molde completo, formar la alimentación y sacar el modelo; todas estas operaciones pueden hacerse con la máquina mucho mejor y más eficiente que a mano.

SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DEL MOLDE.

Los conductos que llevan el metal vaciado a la cavidad de molde son llamados sistema de alimentación, generalmente están constituidos por una vasija de vaciado, comunicando a un canal de bajada o conducto vertical conocido como bebedero, y a un canal a través del cual el metal fluye desde la base del bebedero a la cavidad del molde. En piezas grandes, de fundición puede usarse un corredor el cual toma el metal desde la base del bebedero y lo distribuye en varios canales localizados alrededor de la cavidad. El propósito de este sistema es, primeramente colocar el metal dentro de la cavidad. Como quiere que sea el diseño del sistema de alimentación es importante e involucra un número de factores. (1)

El metal debe entrar a la cavidad con el mínimo de turbulencia, y cerca del fondo de la cavidad en los casos de fundiciones pequeñas.

La erosión de los conductos o superficie de la cavidad deben ser evitadas con una regulación apropiada del flujo del metal o por el uso de arena seca de corazones.

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_____________________________________________________________CAPITULO III(1)PROCESOS DE CONFORMADO POR FUNDICION: MODELO EN ARENA

El metal debe entrar en la cavidad así como proporcionar una solidificación direccional. La solidificación debe progresar desde la superficie del molde a la parte del metal más caliente compensando así la contracción.

Se debe prever que no entre la escoria u otras partículas extrañas a la cavidad del molde. La vasija de vaciado, debe estar próxima a la parte superior al agujero del bebedero, facilitando el vaciado y eliminado la escoria. El metal debe ser vaciado de tal manera que la vasija de vaciado y el agujero del bebedero estén llenos todo el tiempo.

Los rebosaderos que se obtienen proporcionan en los moldes la alimentación del metal líquido a la cavidad principal de la pieza para compensar las contracciones. Éstas pueden ser tan grandes en sección, así como el resto del metal liquido, tan grande como sea posible, y puede localizarse cerca de las secciones grandes que pueden estar sujetas a una gran contracción. Si éstas se colocan en la parte superior de la sección, la gravedad puede ayudar a la alimentación del metal en la propia pieza fundida.

Los rebosaderos ciegos son como rebosaderos con cúpula, se localizan en la mitad de la tapa de la caja, los cuales no tienen la altura completa de la tapa. Estos están por lo normal colocados directamente sobre el canal, donde el metal alimenta dentro de la cavidad del molde y entonces complementa el metal caliente cuando el vaciado esta completándose. (1)

TIPOS DE ARENA:

Arena Sílica (SiO2): se encuentra en muchos depósitos naturales, y es adecuada para propósitos de moldeo por que puede resistir altas temperaturas sin descomponerse. Esta arena es de bajo costo, tiene gran duración y se consigue en una gran variedad de tamaño y formas de grano. Por otra parte, tiene una alta relación de expansión cuando esta sometida al calor y tiene cierta tendencia a fusionarse con el metal.

La arena sílica pura no es conveniente por si misma para el trabajo de moldeo puesto que adolece de propiedades aglomerantes. Las propiedades aglomerantes se pueden obtener por adición de 8 a 16% de arcilla. Los tres tipos de arcilla comúnmente usados son, la Caolinita, Ilita y Bentonita. Esta última, usada con más frecuencia, proviene de cenizas volcánicas. (1)

Arenas naturales (semisintéticas): éstas se han formado por la erosión de las rocas ígneas; se mezclan adecuadamente con arcillas al extraerlos en las canteras y sólo se requiere agregarles agua para obtener una arena conveniente para moldeos de piezas fundidas de hierro y metales no ferrosos. La gran cantidad de materia orgánica encontrada en las arenas naturales impiden que sean lo suficientemente refractarias para usos en temperaturas elevadas, tal y como en el modelo de metales y aleaciones con alto punto de fusión.

Las arenas de moldeo sintéticas se componen de Sílice lava de granos agudos, a lo que se añade 3 a 5% de arcilla. Con las arenas sintéticas se genera menos gas ya que se requiere menos del 5% de humedad para que desarrolle su resistencia adecuada.

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A medida que aumente el tamaño de las piezas a fundir conviene elegir también arena con granos más gruesos, de mayor resistencia y refracción. La arena ideal, seria aquella que se adaptaráperfectamente bien para moldes destinados a distintos trabajos.

Para la fundición de piezas cuya superficie deben presentar buen aspecto sin trabajos posteriores a la fundición, se hace necesario el empleo de moldes de arena fija.

Este tipo de arena es recomendable ya que gracias a su contenido es posible obtener mayor permeabilidad, lo que conlleva a una disminución de los defectos de la pieza.

A continuación se indican los distintos tipos de arena y la forma de empleo para construir moldes de fundición, según la naturaleza de cada metal.

Los moldes para el cobre se hacen de arena verde mojada, muy poroso, para permitir el libre escape de los gases.

Los latones requieren arenas especiales, no muy grasosas pero de buena cohesión. Para que la superficie de las piezas fundidas resulte lisa y de buen aspecto, se aplicará arena de granos másfinos y con una cierta cantidad de arcilla, sin olvidar, por otro lado que ésta última ha de estar limitada, para que no impida la salida de los gases.

Para los bronces se pueden aplicar moldes de arena verde o los llamados desecados. Los primeros se adaptan mejor para la fundición de piezas pequeñas, mientras que los segundos se usan para piezas de mayor tamaño.

Para el aluminio y sus aleaciones, se usa arena que no ha de ser ni muy grasosa ni demasiado fina, con un contenido de arcilla de 10 a 15% y de 7 a 8% de agua; a esta arena se le agrega un poco aceite de lino, melaza, polvo de carbono o resina para aumentar la cohesión.

Para las aleaciones de magnesio se aplica, por lo general, los mismos moldes que para la fundición del aluminio, pero con una diferencia solamente, que consiste en agregar a la arena de 3 a 10% de azufre y de 0.25 a 1% de ácido bórico. Estas 2 sustancias tienen por objeto, formar gases durante la fundición para impedir quemaduras en la superficie del metal o agujeros.

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CALIDAD DE LAS ARENAS:

Para determinar la calidad esencial de la arena de fundición se hace necesaria algunas pruebas periódicas. Las propiedades cambian por contaminación con materiales extraños, por la acción del lavado en el recocido, por el cambio gradual y la distribución de los tamaños de grano y por la continua exposición de ésta a altas temperaturas. Las pruebas pueden ser tanto químicas como mecánicas, pero aparte de la determinación de los elementos indeseables en la arena, las pruebas químicas son de poco uso. (1) La mayoría de las pruebas mecánicas son simples y no requieren equipos elaborados. Varias de las pruebas están diseñadas para determinar las siguientes propiedades de la arena de moldeo:

Permeabilidad. La porosidad de la arena que permite el escape de los gases y vapores formados en el molde.

Resistencia. La arena debe ser cohesiva hasta el grado de que tenga suficiente ligazón, tanto el contenido de agua como el de arcilla, afecta la propiedad de la cohesión.

Resistencia en seco: Es la resistencia necesaria en la arena para mantener la forma de la cavidad del molde cuando éste seca.

Resistencia en verde: Es la capacidad de la arena para formar grumos para retener la forma necesaria.

Refractariedad: La arena debe resistir las altas temperaturas sin fundirse.

Resistencia en caliente: Esta resistencia hace que la arena no se deteriore ni cambie sus dimensiones. Una vez que el metal se solidifica y seca las orillas del molde, la arena se calentará mucho; pero en ese momento se solidificó el metal y no es crítico el estado de la arena.

Desprendimiento: Es la facilidad de la arena para sacudirla o sacarla después que solidificó la pieza. Si la arena tiene mucho aglutinante se endurece mucho al secarla y se hace difícil separarla de la pieza fundida.

Tamaño y forma del grano. La arena debe tener un tamaño de grano dependiente de la superficie que se trate de producir, y los granos deben ser irregulares hasta tal grado que mantenga suficiente cohesión.

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EQUIPO PARA EL ACONDICIONAMIENTO DE LA ARENA.

Propiamente la arena bien acondicionada es un factor importante en la obtención de una buena pieza fundida. Las arenas nuevas así como las usadas preparadas adecuadamente, contienen los siguientes resultados:

El aglutinante esta distribuido más uniformemente en los granos de arena.

El contenido de humedad está controlado y además la superficie particular esta humedecida. (1)

Las partículas extrañas están eliminadas de la arena.

La arena se ventila de tal manera que no se compacta y esté en condiciones propias para el moldeo.

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Por razón de que acondicionar la arena a mano es difícil la mayoría de las fundiciones tienen equipos apropiados para esta operación.

Tiene dos rodillos en los cuales esta montado una combinación de rastras y muelas trituradoras. Las dos muelas trituradoras están dispuestas de tal manera que la arena pueda ser procesadas de forma continua. Las muelas trituradoras proporcionan una acción intensa de frotamiento y amasado. (1) El resultado es una distribución a través de los granos de arena con el material aglutinado. La arena en verdad y la de corazones ambas pueden ser preparadas en esta manera.

Pruebas de la arena: son pruebas que se realizan continuamente para verificar que cumpla con los requisitos necesarios para poder soportar el proceso, ya que es normal que después del uso prolongado de éstas se deterioren sus propiedades aglutinantes.

El contenido de humedad se mide con un medidor el cual envía aire caliente a través de una muestra de arena a un volumen constante. El volumen de humedad se determina por el tiempo necesario para secar la muestra.

Las resistencias se miden con una probadora universal: se toma una muestra de arena y se somete a pruebas de tracción, compresión, esfuerzo cortante y de carga. El número de veces que cae el peso muerto y apisona la arena, determina la resistencia del núcleo.

La permeabilidad se mide con un aparato especial que registra el tiempo necesario para hacer pasar una cantidad determinada de aire a través de una muestra de arena. La arena poco permeable dejará pasar menos aire que otra más porosa.

CORAZONES.

Cuando una pieza de fundición debe tener una cavidad o hueco, tal y como un agujero para un tornillo, debe introducirse al molde alguna forma de corazón. Un corazón se define algunas veces como cualquier proyección de arena dentro del molde. Esta proyección puede quedar formada por el

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molde mismo o puede ser hecha en otra parte e introducido en el molde después de extraer el modelo. Se pueden formar superficies tanto internas como externas en una pieza de fundición mediante los corazones.

Los corazones se clasifican como corazones de arena verde y corazones de arena seca.

Los de arena verde son aquellos formados por el mismo modelo y se hacen en la misma arena del molde.

Los corazones de arena seca son los que se forman separadamente para insertarse después que se ha retirado el modelo y antes de cerrar el molde.

En general deben usarse los corazones de arena verde, siempre que sea posible para mantener el costo de los modelos y de las piezas de fundición en un mínimo. Naturalmente los corazones separados aumentan el costo de producción.

Un corazón debe ser:

Permeable: capacidad de la arena para permitir que escapen los vapores.Refractario: capacidad de soportar altas temperaturas.Facilidad de colapso: habilidad para disminuir el tamaño conforme se enfría el colado y se contrae.Resistencia en seco: para que no se erosione y sea arrastrado o cambie de tamaño cuando esté rodeado del metal fundido.Friabilidad: facilidad para desmoronarse y eliminarse con facilidad del colado.Debe tener una tendencia mínima a generar gas.

COLADA (VACIADO)

En talleres y fundiciones de producción pequeña, los moldes se alinean en el piso conforme se van haciendo y el metal es tomado entonces en pequeñas cucharas de vaciado. (1) Cuando se requiere más metal o si un metal más pesado es vaciado, se han diseñado cucharas para ser usadas, por dos hombres. En fundiciones grandes, están comprometidas en la producción en masa de piezas fundidas, el problema de manejo de moldes y vaciado de metal se resuelve colocando los moldes sobre transportadores y haciéndolos pasar lentamente por una estación de vaciado. La estación de vaciado puede ser localizada permanentemente cerca del horno o el metal puede ser traído a ciertos puntos por equipo de manejo aéreo. Los transportadores sirven como un almacén de lugar para los moldes, los cuales son transportados a un cuarto de limpieza.

El rechupe, debido a la falta de alimentación de la pieza. Las superficies internas de esta cavidad están cubiertas con cristales dendríticos y no están oxidadas.

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Fundición por Inyección:

La fundición en esta forma y tratándose de gran cantidad de piezas, exige naturalmente un número considerable de moldes. Es evidente que el costo de cada pieza aumenta con el precio del molde.

En las técnicas modernas para la fundición de pequeñas piezas, se aplican máquinas con moldes de metal, que duran mucho tiempo, pudiendo fundirse en ellos millares de piezas, el metal se inyecta en el molde a presión, por cuya razón este sistema se denomina por inyección. El peso de las piezas que se pueden fundir por inyección en moldes mecánicos, varía entre 0.5 gramos hasta 8 kilos. Por lo general se funden por inyección piezas de zinc, estaño, aluminio, y plomo con sus respectivas aleaciones.

La parte más delicada de la máquina para fundir por inyección es el molde. Este molde tiene que ser hecho con mucho cuidado y exactitud, tomando en cuenta los coeficientes de contracción y las tolerancias para la construcción de las piezas, de acuerdo con el metal y la temperatura con la que se inyecta. (1)

La cantidad de piezas que pueden fundir en un molde y con una sola máquina es muy grande, además, en una hora pueden fabricarse de 200 a 2000 piezas según su tamaño y forma, por lo tanto, repartiendo el costo del molde, de la máquina, así como también los gastos de mano de obra para la manutención del equipo y teniendo en cuenta la gran producción, a de verse que las piezas fundidas en serie por inyección resultan de bajo costos.

Fundición en Coquillas:

Si se hecha un metal fluido en un molde permanente, fabricado de hierro o acero, se efectúa la fundición en coquillas. Este método tiene una ventaja importante en comparación con la fundición en arena; se puede fundir con la pieza misma, roscas exteriores mayores, agujeros, etc.

Las piezas coladas en coquillas tienen una superficie pareja y limpia por lo que, generalmente, no es necesario un trabajo posterior de acabado. La exactitud de la medida es mucho más grande que la fundición de arena; pero mucho menor que cuando se funde por inyección.

Se puede observar que la estructura de la pieza fundida en coquillas es densa de grano muy fino, por lo que las propiedades mecánicas en éstas son mejores que las de piezas iguales coladas en molde de arena. Por esta razón es posible disminuir el peso de piezas fundidas en coquillas, con el consiguiente ahorro de material.

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Fundición Centrífuga:

La fundición centrifuga es el proceso de hacer girar el molde mientras se solidifica el metal, utilizando así la fuerza centrifuga para acomodar el metal en el molde. Se obtienen mayores detalles sobre la superficie de la pieza y la estructura densa del metal adquiere propiedades físicas superiores. Las piezas de formas simétricas se prestan particularmente para este método, aun cuando se pueden producir otros muchos tipos de piezas fundidas.

Por fundición centrifuga se obtienen piezas más económicas que por otros métodos. Los corazones en forma cilíndrica y rebosaderos se eliminan. Las piezas tienen una estructura de metal densa con todo y las impurezas que van de la parte posterior al centro de la pieza pero que frecuentemente se maquinan. Por razón de la presión extrema del metal sobre el metal, se pueden lograr piezas de secciones delgadas también como en la fundición estática.

Los moldes permanentes se han hecho frecuentemente en la fundición centrifuga de magnesio. Desde entonces las piezas de fundición de magnesio son forzadas nuevamente al molde, las piezas se enfrían mas rápidamente y el aire o gas atrapados se eliminan entre el molde y el material.

Aunque en la fundición centrífuga hay limitaciones en el tamaño y forma de piezas fundidas, se pueden hacer desde anillos de pistón de pocos gramos de peso y rodillo para papel que pesen arriba de 40 toneladas a blocks de máquinas en aluminio. (1)

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Fundición Centrífuga Horizontal

Fundición Centrífuga Vertical

CapítuloNORMAS Y HERRAMIENTAS

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NORMAS

NMX-W-056-SCFI-2004, ALUMINIO Y SUS ALEACIONES-FUNDICION-ALUMINIO DE PRIMERA FUSION ALEADO PARA FUNDICION-SISTEMA DE CLASIFICACION Y DESIGNACION

NMX-W-038-SCFI-2004, ALUMINIO Y SUS ALEACIONES-FUNDICION-ALUMINIO DE PRIMERA FUSION PURO PARA FUNDICION-CLASIFICACION Y COMPOSICION

Objetivo: Establecer las especificaciones y lineamientos para el moldeo y fabricación de moldes para la fundición en Aluminio.

Justificación: Cubrir los requisitos de la Norma Oficial Mexicana para la fundición en Aluminio.

HERRAMIENTAS

Sierra (herramienta)

Sierra circular de obra.

La sierra es una herramienta que sirve para cortar madera u otros materiales. Consiste en una hoja con el filo dentado y se maneja a mano o por otras fuentes de energía, como vapor, agua o

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electricidad. Según el material a cortar se utilizan diferentes tipos de hojas de sierra. De acuerdo con la mitología griega, fue inventada por Perdix, el nieto de Dédalo. (1)

En el corte de madera existen tres tipos básicos de dentado:

el dentado americano, en el cual se alternan tres dientes rectos con uno terminado en curva cóncava y que tiene la función de desalojar mejor el aserrín producido en el corte

el dentado universal, el cual consta de dientes terminados en punta que, con ángulo positivo o negativo, van triscados de forma alterna y en diferentes números. Lo habitual es encontrar el triscado uno a uno, esto es, un diente a izquierdas y otro a derechas y así sucesivamente, aunque también existen en el mercado triscados a dos y tres dientes.

otro tipo de sierra o diente es el conocido como japonés, el cual sustituye el triscado anteriormente dicho, por un afilado interno del diente unido a un vaciado de las caras exteriores de la hoja de sierra y una terminación progresiva, esto es, de menor grueso a mayor que va desde el lomo de la sierra hasta los dientes. (2)

En cuanto al corte de metales, en un principio se realizaba con el lomo dentado de una lima, evolucionando hasta la forma actual. Al principio se fabricaron en acero al carbono templado, lo que producía una hoja muy quebradiza. Luego se pasó a templar la hoja parcialmente, primero en lomo y más tarde en lomo y dientes, lo que dotaba de cierta flexibilidad a la lima pero no solventaba el problema de la rotura.

Conforme los materiales a cortar fueron avanzando en tecnología, también lo hicieron las hojas de sierra, las cuales pasaron de fabricarse en acero al carbono a fabricarse en acero rápido o de alta velocidad, más conocido por sus siglas en inglés, HSS. (1)

Posteriormente, en la década de los 70 se inventa por parte de la empresa sueca SANDVIK el llamado acero bimetal, que consiste en una banda estrecha de acero rápido en donde se forman los dientes, aleada mediante haz de electrones a un cuerpo fabricado en acero para muelles. Esto dio lugar a las hojas de sierra para metales con las características que se conocen hoy: una hoja virtualmente irrompible con una alta capacidad de corte, pues llegan a cortar hasta acero inoxidable.

La forma de cortar también ha evolucionado, siendo las primeras las sierras de movimiento alternativo o de vaivén, originalmente movidas por molinos hidráulicos, posteriormente por máquinas a vapor y finalmente por electricidad.

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Sierras de cinta

Después de ese tipo de hoja surgió la conocida sierra de cinta o sierra sin fin, la cual empezó como herramienta de corte para madera, al igual que la anterior y posteriormente pasó al campo del corte de metales, anulando prácticamente el uso de la sierra de movimiento alternativo. (1)

La sierra de cinta consiste en una hoja de metal dentada altamente flexible que es cortada y soldada de acuerdo al diámetro de los volantes de la máquina-herramienta en la que va a ser usada, produciendo el corte por deslizamiento continuo sobre la pieza a cortar.

Siguió el desarrollo de la hoja de mano en cuanto a componentes, pero hoy en día la ha superado ampliamente, encontrando en el mercado hojas con los dientes compuestos de carburo de tungsteno, capaces de cortar aleaciones.

Tipos de sierra

Serrucho Tronzador Sierra circular Sierra sin fin Motosierra Sierra de calar

ASERRADO MANUAL. Tipos de sierras

La historia de las sierras de carpintería se remonta a más de 4000 años. Con el paso del tiempo, se han ido mejorando los materiales, los diseños y ha surgido la especialización según el tipo de corte (rápido, recto, curvo, de precisión, etc.). Pero todas las sierras se basan en lo mismo: una hoja con dientes puntiagudos que actúan como pequeños cuchillos y van cortando poco a poco la madera. (1)

A continuación vamos a ver las sierras manuales más utilizadas en bricolaje.

SIERRA DE BASTIDOR.

Es la precursora de las sierras modernas, y su diseño no ha cambiado prácticamente en nada desde la Edad Media debido a su buen funcionamiento. Consiste básicamente en una especie de H articulada en la que en la parte inferior se sitúa la hoja de sierra y en la superior una cuerda. La hoja de sierra se tensa al ir enrollando la cuerda superior. Además, la hoja se puede girar para cortar grandes espesores sin que moleste el propio bastidor.

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SERRUCHO UNIVERSAL.

El serrucho universal está formado por una hoja metálica larga y flexible llena de dientes de corte y un mango para poder agarrarlo perfectamente. Aunque la hoja es flexible, debido a su gran ancho, está indicado para cortes rectos. Hay serruchos especializados para corte de troncos, corte de madera maciza o corte de tableros manufacturados. Éstos últimos tienen un dentado más fino para que salga un corte limpio. (1)

SERRUCHO DE PUNTA O AGUJA.

Este serrucho se caracteriza por su hoja estrecha y está indicado para cortes curvos, rectos y también para hacer cortes interiores. Es decir, cuando queramos recortar un trozo interior de un tablero este serrucho nos será de mucha utilidad.

SERRUCHO DE COSTILLA.

Los serruchos de costilla se utilizan para cortes de precisión. La hoja suele ser más delgada que en los anteriores, y para que no flexe, se la dota de un refuerzo superior (costilla) con lo que el corte será perfectamente recto. Se utiliza mucho para ingletar listones, molduras, barras y rodapiés, ayudándose de una caja de ingletar (foto derecha).

SIERRA DE MARQUETERÍA, DE ARCO O SEGUETA.

Consisten en un arco metálico con mango que mantiene tensa una hoja de sierra muy fina. El arco lo hay de variadas formas y profundidades. Las hojas de sierra o pelos de segueta las hay de diversos

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gruesos y formas, para cortes rectos y cortes de curvas más o menos pronunciadas. Debido a la estrechez de la hoja no se puede afilar, y hay que cambiarla cada vez que se desafila o rompe. Se utilizan mucho para recortes complicados de tablas estrechas, generalmente contrachapados.

SIERRA DE CHAPEAR.

La sierra de chapear se utiliza junto con la regla metálica para el corte recto de chapas de madera. Tiene una hoja con dientes sin triscar en ambos filos. En este caso no es necesario el triscado de los dientes pues el corte no es nada profundo (apenas algún milímetro). (2)

SIERRA DE METAL.

Las sierras o arcos para metales tienen un dentado mucho más fino para permitir el corte de los mismos. El corte puede hacerse en el movimiento de ida o en el de vuelta, dependiendo de la colocación de la hoja de sierra. También existe una empuñadura (ver foto) para tener acceso a lugares difíciles. En resumen, la sierra de metal es una herramienta muy útil para cualquier bricolador ya que también corta plásticos y en determinados casos puede utilizarse para cortar madera.

SERRADO A MÁQUINA. Tipos de sierras

Utilizando la máquina adecuada, podremos hacer cortes perfectos con suma facilidad. El único requisito es tener la máquina en perfectas condiciones (sierra afilada) y disponer de la técnica necesaria. Esta técnica se adquiere rápidamente haciendo unos cuantos cortes previos.

A continuación vamos a ver los tipos de sierras eléctricas más usuales.

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SIERRA DE CALAR.

La sierra de calar es una herramienta muy versátil e imprescindible para todo aquel que haga bricolaje con madera. Cortan todo tipo de maderas y plásticos, y si la caladora es electrónica, poniendo la hoja de sierra adecuada, también se pueden cortar metales, cemento poroso, ladrillo, pladur, cerámica, vidrio, metacrilato, cartón, goma. (1) Hace cortes rectos, curvos, inclinados (inclinando la base), su manejo es sencillísimo y es una máquina muy segura. Su funcionamiento se basa en una pequeña hoja de sierra que sube y baja alternativamente y que es la que produce el corte. Las hay también con movimiento pendular (hacia delante y hacia atrás) de la hoja para acelerar los cortes rectos. Con los accesorios adecuados puede convertirse en una sierra estacionaria (se fija boca abajo, se amplia la base de corte y lo que se mueve es la pieza a cortar)

SIERRA CIRCULAR.

La sierra circular esta indicada para hacer grandes cortes longitudinales. Cortan madera maciza, tableros de fibra dura, de virutas prensadas o de carpintero. Con control electrónico cortan incluso aluminio y plásticos. Tienen una guía paralela para hacer cortes paralelos al borde de un tablero, y también pueden hacer cortes biselados inclinando la base. (1) Puede hacerse estacionaria colocándola boca abajo en el banco de trabajo adecuado. Es una máquina que requiere cierta experiencia y sobre todo mucho cuidado y respeto al usarla.

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SERRUCHO ELÉCTRICO.

El serrucho eléctrico es la sierra universal ágil para trabajos en madera, plástico y metal. Gracias a los accesorios, con él también se puede escofinar, limar, cepillar y desoxidar.

SIERRA TÁNDEM.

Con la gran potencia de su motor y la elevada fuerza de corte de sus hojas de sierra de marcha opuesta, el corte es siempre exacto, rápido y seguro en los trabajos en madera, plástico, hormigón poroso y pladur.

SIERRA ELÉCTRICA DE MARQUETERÍA.

La sierra eléctrica de marquetería es una máquina estacionaria en la que una hoja de sierra o pelo corta el material debido al movimiento alternativo que adquiere. (1) Sustituye a la sierra manual de marquetería, pero en vez de la sierra, aquí lo que moveremos será la tabla que deseamos recortar, con el consiguiente ahorro en esfuerzo y la mayor precisión que conlleva.

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TALADRO

Se llama taladrar a la operación de mecanizado que tiene por objeto producir agujeros cilíndricos en una pieza cualquiera, utilizando como herramienta una broca. La operación de taladrar se puede hacer con un taladro portátil, con una máquina taladradora, en un torno, en una fresadora, en un Centro de Mecanizado CNC o en una máquina compleja de varios cabezales de taladrar. (2)

De todos los procesos de mecanizado, el taladrado es considerado como uno de los procesos más importantes debido a su amplio uso y facilidad de realización, puesto que es una de las operaciones de mecanizado más sencillas de realizar.

El taladrado es un término que cubre todos los métodos que existen para producir agujeros cilíndricos en una pieza con herramientas de arranque de viruta. El proceso involucra el desplazamiento del material sólido, sea éste madera, aluminio, acero, etcétera, por el movimiento de corte rotacional del punto y filo de la broca específica en uso; la viruta producida por la broca sale al exterior por la hélice de la broca y sus flautas. (1)

La fuente de alimentación de la máquina taladradora puede ser energía eléctrica o aire comprimido. Los taladros portátiles que requieren electricidad pueden ser inalámbricos, pues usan una bateríarecargable, o son suplidos con un cordón eléctrico listos para ser conectados a la red eléctrica.

Los agujeros realizados con una broca no son de gran precisión por lo que en muchos casos se requiere una segunda operación de mecanizado que puede ser realizado con un escariador o con una herramienta de mandrilar.

Control de viruta y fluido de refrigeración de la broca

La evacuación de la viruta en el proceso de taladrado es crítica cuando se trata de realizar agujeros profundos, porque atasca la broca e impide el avance normal, y se debe proceder a realizar retrocesos periódicos para la evacuación de la viruta. Si esto no se hace así, cualquier broca dejará de cortar al cabo seguro de poco tiempo. (2) Como las brocas modernas de metal duro, las velocidades de corte y avance son muy elevadas, sólo se puede producir una buena evacuación de la viruta utilizando un aceite de corte abundante y eficaz.

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Características principales de las taladradoras

Las taladradoras son las máquinas principales donde se mecanizan la mayoría de los agujeros que se hacen a las piezas en los talleres mecánicos. (1) Destacan estas máquinas por la sencillez de su manejo. Tienen dos movimientos: el de rotación de la broca que le imprime el motor de la máquina a través de una transmisión por poleas y el de avance de penetración de la broca, que puede realizarse de forma manual sensitiva o de forma automática, si incorpora transmisión para hacerlo.

Las partes básicas de las taladradoras son la bancada, el cabezal, las poleas de transmisión y el husillo porta brocas. Las taladradoras disponen de un nonio con el fin de ver la penetración del mecanizado de los trabajos que se realizan en ellas, también tienen un tope variable para regular esta penetración.

Para brocas de menos de 13mm de diámetro se dispone de un porta brocas, y para brocas mayores las brocas se fijan directamente en el alojamiento de cono Morse que tienen.

Una variante de taladradoras son las llamadas taladradoras radiales, donde el cabezal va sujeto a un brazo que gira 360º y se desplaza a lo largo del brazo. Son útiles para el taladrado en piezas de gran tamaño. (1)

Asimismo, hay cabezales especiales con muchas brocas montadas que trabajan de forma simultánea en varios agujeros, estos cabezales pueden ser verticales u horizontales.

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Taladrado en torno

Esquema de una operación de taladrado

En el torno se efectúan taladrados cuando se trata de hacer agujeros en el centro de una pieza de revolución que esté al aire y sujeta en el plato, o sea que el perforado a la pieza que se está trabajando es alineado con el axial de revolución.

El taladrado consiste básicamente en realizar una perforación en el centro de la pieza en dirección a su eje simétrico. La operación de taladrado es tan sólo una operación de desbaste, es decir, que el acabado resultante tras el paso de la broca puede o no ser de acuerdo a la tolerancia de fabricaciónexigida para la pieza. (2) Es por eso que frecuentemente es necesaria, tras el taladrado, una o más operaciones como lo es el escariado.

Tras el taladrado, también se puede realizar una operación de roscado en el caso de que haya de pasar un tornillo por el centro de la pieza.

Por lo tanto, el agujero que se taladre puede requerir posteriormente ser escariado, roscado o agrandado a una precisión mayor, esta operación se llama mandrilado y se realiza con herramientas específicas de tornear diferentes a las brocas. Durante el proceso de mandrilado, se puede crear o no conicidad en el centro de la pieza.

En el torno es la pieza la que gira, mientras que la herramienta solamente efectúa el movimiento de avance de penetración, pero las condiciones tecnológicas de corte son las mismas o parecidas a las de una taladradora normal.

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Taladrado en centros de mecanizado (CNC)

Centro de mecanizado

Los centros de mecanizado se caracterizan por ser unas máquinas-herramienta que son guiadas por ordenador, mediante un programa creado para el mecanizado de cada pieza. Son máquinas que aseguran mejor calidad, mejor precisión y más rapidez que las máquinas convencionales.

Estas máquinas llevan incorporado un almacén de todas las herramientas que pueden ser utilizadas en un proceso complejo de mecanizado. En ese conjunto de herramientas es posible que haya brocas de diferentes diámetros, si la pieza a mecanizar requiere hacerle agujeros de varios diámetros. (1)

Debido a la rapidez con la que trabajan estas máquinas, la calidad de las brocas que se ponen en la misma es mucho más grande que las habituales, porque en la mayoría de los casos incorporan brocas de widia o metal duro.

FUNDAMENTOS TECNOLÓGICOS DEL TALADRADO

En el taladrado hay cuatro parámetros clave:

Velocidad de corte . Se define como la velocidad lineal en la periferia de la broca. Su elección viene determinada por el material de la broca, el tipo de material a taladrar y las características de la máquina. (1) Una alta velocidad de corte permite realizar el mecanizado en menos tiempo pero acelera el desgaste de la broca.

Velocidad de rotación de la broca, normalmente expresada en revoluciones por minuto. Se calcula a partir de la velocidad de corte y del diámetro de la broca.

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Avance , definido como la velocidad de penetración de la broca en el material. Se puede expresar de dos maneras: bien como milímetros de penetración por revolución de la broca, o bien como milímetros de penetración por minuto de trabajo. (1)

Tiempo de taladrado . Es el tiempo que tarda la broca en perforar un agujero, incluyendo la longitud de acercamiento inicial de la broca.

Estos cuatro parámetros están relacionados por las fórmulas siguientes:

Generalmente, la velocidad de corte óptima de cada broca y el avance de taladrado vienen indicados en el catálogo del fabricante, o en su defecto, en los prontuarios técnicos de mecanizado.

TALADROS

Taladros roscadores

- Taladradora roscadora de Bosch GGW 10 E.

Taladro roscador Bosch GGW 10 E. - Potencia absorbida 500 W. - Para rosca 4 - 10 mm.

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- Para esparrago hasta M12- Incorpora mandril de dos mordazas

- Taladradora de diamante Bosch 1600 DE.

Taladro de diamante Bosch 1600 DE. - Potencia absorbida 1600 W. - Muros de ladrillo margen óptimo 52 - 132 mm.- Incorpora empuñadura adicional.- Incluye cabezal de aspiración.- Incorpora maletín de transporte.

TIPOS DE BROCAS

El utilizar la broca adecuada a cada material es imprescindible no solo para que el trabajo sea más fácil y con mejor resultado, sino incluso para que pueda hacerse. Por ejemplo, con una broca de pared o de madera, jamás podremos taladrar metal, aunque sin embargo, con una de metal podremos taladrar madera pero no pared. Pero en cualquier caso, lo más conveniente es utilizar siempre la broca apropiada a cada material.

En cuanto a calidades, existen muchas calidades para un determinado tipo de broca según el método de fabricación y el material del que esté hecha. La calidad de la broca influirá en el resultado y precisión del taladro y en la duración de la misma. (1) Por tanto es aconsejable utilizar siempre brocas de calidad, sobre todo en las de mucho uso (de pared, por ejemplo) o cuando necesitemos especial precisión.

Los principales tipos de brocas para aficionados al bricolaje son los siguientes:

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BROCAS PARA METALES

Sirven para taladrar metal y algunos otros materiales como plásticos por ejemplo, e incluso madera cuando no se requiera de especial precisión. Están hechas de acero rápido (HSS), aunque la calidad varía 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 RECTIFICADA. Es una broca de mayor precisión, indicada para todo tipo de metales incluyendo fundición, aluminio, cobre, latón, plásticos, etc. Tiene gran duración.

- HSS TITANIO RECTIFICADA. Están recubiertas de una aleación 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. (1)

- HSS COBALTO RECTIFICADA. Son las brocas de máxima 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 ESTÁNDAR PARA PAREDES

Se utilizan para taladrar paredes y materiales de obra exclusivamente. No valen para metales ni madera. Tienen una plaquita en la punta de metal duro que es la que va rompiendo el material. Pueden usarse con percusión.

Existen básicamente dos calidades:

- LAMINADA CON PLAQUITA DE CARBURO DE TUNGSTENO (widia). El cuerpo es laminado y está indicada para yeso, cemento, ladrillo, Uralita, piedra arenisca y piedra caliza.

- FRESADA CON PLAQUITA DE CARBURO DE ALTO RENDIMIENTO. El cuerpo está fresado y además de todos los materiales anteriores, perfora sin problemas mármol, hormigón, pizarra, granito y en general todo tipo de piedra. Su poder de penetración y su duración es muy superior a la anterior.(2)

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BROCAS LARGAS PARA MADERA

Son como las anteriores, pero mucho más largas. Se utilizan para atravesar paredes y muros y como suelen usarse con martillos percutores y por profesionales, la calidad suele ser alta. Tienen una forma que permite una mejor evacuación del material taladrado.

BROCAS MULTIUSO O UNIVERSALES

Se utilizan exclusivamente sin percusión y valen para taladrar madera, metal, plásticos y materiales de obra. Si la broca es de calidad, es la mejor para taladrar cualquier material de obra, especialmente si es muy duro (gres, piedra) o frágil (azulejos, mármol). Taladran los materiales de obra cortando el material y no rompiéndolo como las brocas convencionales que utilizan percusión, por lo que se pueden utilizar sin problemas incluso con taladros sin cable aunque no sean muy potentes. (2)

BROCAS DE TRES PUNTAS PARA MADERA

Son las más utilizadas para taladrar madera y suelen estar hechas de acero al cromovanadio. Existen con diferentes filos, pero no hay grandes diferencias en cuanto a rendimiento. En la cabeza tiene tres puntas, la central, para centrar perfectamente la broca, y las de los lados que son las que van cortando el material dejando un orificio perfecto. Se utilizan para todo tipo de maderas: duras, blandas, contrachapados, aglomerados, etc.

BROCAS PLANAS O DE PALA PARA MADERA

Cuando el diámetro del orificio que queremos practicar en la madera es grande, se recurre a las brocas planas, pues permiten poder introducirlas en el portabrocas del taladro, ya que el vástago no varía de tamaño. (1) Son un poco más difíciles de usar, pues hay que mantener firme la perpendicularidad del taladro, por lo que es muy recomendable usar un soporte vertical.

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BROCAS LARGAS PARA MADERA

Para hacer taladrados muy profundos en madera se utilizan unas brocas especiales con los filos endurecidos, y con una forma que permite una perfecta evacuación de la viruta.

BROCAS EXTENSIBLES PARA MADERA

Es un tipo de broca que permite la regulación del diámetro del taladro a realizar dentro de unos límites. Su utilización es hoy en día más bien escasa. (1)

BROCAS FRESA PARA ENSAMBLES EN MADERA

Son unas brocas especiales que a la vez que hacen el taladro ciego donde se atornillará el tornillo de ensamble, avellanan la superficie para que la cabeza del tornillo quede perfectamente enrasada con la superficie.

BROCAS DE AVELLANAR

Sirven para el embutido en la madera de tornillos de cabeza avellanada. Se utilizan después de haber hecho el orificio para el tornillo con broca normal. Para madera las hay manuales (con mango). Si se utilizan con taladro eléctrico es muy recomendable utilizar un soporte vertical.

BROCAS FRESA PARA BISAGRAS DE CAZOLETA

Se utilizan para hacer el orifico ciego en el interior de las puertas donde encajará la bisagra de cazoleta. Es imprescindible utilizar un soporte vertical o un taladro de columna.

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BROCAS PARA CRISTAL

Son brocas compuestas de un vástago y una punta de carburo de tungsteno (widia) con forma de punta de lanza. Se utilizan para taladrar vidrio, cerámica, azulejos, porcelana, espejos, etc. Es muy recomendable la utilización de soporte vertical o taladro de columna y la refrigeración con agua, trementina (aguarrás) o petróleo.

CORONAS O BROCAS DE CAMPANA

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. (1)

ACCESORIOS PARA EL TALADRADO

Para determinados trabajos de taladrado podemos utilizar algunos accesorios. Principalmente el soporte vertical, las mordaza de sujeción y los topes de broca.

SOPORTE VERTICAL Y MORDAZA DE SUJECIÓN

El soporte vertical fija el taladro verticalmente convirtiéndolo en uno de columna. Esto es muy adecuado para mejorar la precisión del taladro y para poder ajustar la profundidad cuando se trate de un orificio ciego. Además este accesorio se hace imprescindible para taladrar determinados materiales frágiles (vidrio, porcelana, etc.) o para algunos trabajos especiales (agujeros para cazoletas de bisagra, etc.) Aparte de para el taladrado, el soporte vertical puede valer para más

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cosas (pulido, lijado, etc.) convirtiendo el taladro en fijo y teniendo por tanto libertad de movimiento con la pieza a trabajar.

Cuando queramos sujetar firmemente la pieza a taladrar se hará necesario el uso de una mordaza que lo fije a la base del soporte vertical

soporte vertical para taladro mordaza de sujeción

TORNILLO DE BANCO Y SARGENTOS O GATOS

Cuando necesitemos sujetar firmemente la pieza u objeto a taladrar, necesitaremos la ayuda de un tornillo de banco o unos sargentos o gatos. El tornillo de banco se ancla firmemente al banco de trabajo y sirve para sujetar objetos aprisionándolos entre sus dos mordazas. Los elementos grandes (tableros, perfiles, etc. pueden sujetarse al banco o a una mesa mediante sargentos o gatos. (2)

tornillo de banco sargento o gato

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TOPE DE PROFUNDIDAD DEL TALADRO Y TOPES DE BROCA

Cuando queremos hacer un taladro ciego de una profundidad exacta deberemos utilizar un tope de broca. Este elemento consiste en un anillo con uno o dos tornillos prisioneros. Se introduce el anillo en la broca y se fija a ella con los tornillos a una distancia de la punta igual a la profundidad del orificio. Casi todos los taladros modernos traen una guía con tope en el propio taladro para esta misma función. Aunque puede usarse sin problema, para una mayor precisión es aconsejable la utilización del tope de broca.

Taladro con tope de profundidad broca con tope de profundidad

DETECTORES DE METALES

El detector de metales es muy útil cuando queremos taladrar una pared y tenemos dudas de si pasa alguna conducción de agua o de electricidad en el punto a taladrar.

TALADRADO DE DIVERSOS MATERIALES

Como norma general, siempre que se pueda es aconsejable la utilización de un soporte vertical o un taladro de columna. Si no se utiliza soporte vertical, deberemos sujetar firmemente el taladro con buen pulso. La fuerza que se ejerza sobre el taladro no debe ser excesiva y sobre todo debe ser uniforme. (1)

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TALADRADO DE DIVERSOS MATERIALES

Las revoluciones del taladro deben ser menores cuanto mayor sea el diámetro de la broca y cuanto mayor sea la dureza del material a trabajar. Con un taladro electrónico veremos rápidamente la velocidad óptima, que será cuando más viruta salga o cuando más rápido entre la broca.

En taladros pasantes existe el problema del rompimiento del material a la salida de los mismos. Esto es debido a la presión que se ejerce sobre el taladro justo antes de traspasar el material. Al estar presionando fuertemente llega un momento en que debido a la delgadez de la capa que queda por traspasar esta se rompe por presión y no por el corte de la broca. Esto da lugar a rompimientos considerables en materiales de obra y a astillamientos en la madera. Para evitarlo en lo posible hay que usar brocas bien afiladas y ejercer poca pero uniforme presión cuando se está acabando el taladro. También se puede solucionar en parte este problema poniendo si es posible un material por detrás (una madera por ejemplo) a modo de sufridera. La sufridera debe estar firmemente sujeta a la pieza y en total contacto con ella. En materiales blandos y homogéneos (plásticos, etc.) y en metales es menor este problema y se soluciona con una pequeña lima para eliminar las posibles rebabas que quedasen.

Cuando se taladren piezas de pequeño espesor es muy conveniente que estén firmemente sujetas o también fijarles una sufridera por detrás, para evitar el efecto de tornillo que se produce cuando al traspasar la broca el material, la pieza sube por la misma con posibilidades de provocar un accidente.

METALES

Al taladrar metales se produce una fricción muy grande por lo que siempre es recomendable refrigerar con taladrina. La taladrina es un líquido refrigerante y lubricante compuesto de muchos elementos (agua, aceite, antioxidantes, antiespumantes, etc.). Si no se dispone de ella, se puede refrigerar con agua simplemente. Las brocas al cobalto pueden utilizarse sin refrigerante.

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El taladro debe usarse sin percusión, y cuanto más duro sea el metal a taladrar, más problemático(acero inoxidable) y más duración o precisión queramos, mejor deberá ser la broca. (1)

PLÁSTICOS

Para taladrar plásticos deberemos utilizar brocas para metal y el taladro sin percusión. No es necesario ningún cuidado especial debido a que suele ser un material blando. Las posibles rebabas que queden se quitan fácilmente con una lima o con lija.

MATERIALES DE OBRA CON BROCAS MULTIUSO O UNIVERSALES

Las mejores brocas para taladrar materiales de obra son las multiuso o universales, ya que como hemos visto antes, no hay que poner percusión pues taladran cortando el material. De esta forma, evitamos el peligro de rotura en materiales frágiles como los azulejos o el mármol, y taladraremos sin problemas materiales durísimos como el gres, el hormigón o la piedra. No necesitaremos un taladro de última generación para taladrar, ya que no es necesaria excesiva potencia ni velocidad y además no admiten percusión.

MATERIALES DE OBRA CON BROCAS ESTÁNDAR PARA PAREDES

Si utilizamos brocas convencionales, conviene escoger una calidad profesional, sobre todo en materiales muy duros como el mármol, el hormigón, la pizarra, el granito y en general todo tipo de piedra. Además en algunos de estos materiales (hormigón, piedra, etc.) se hace imprescindible el uso de un martillo percutor, ya que con un taladro convencional podemos eternizarnos e incluso quemarlo. Para centrar bien el taladro podemos empezar sin utilizar la percusión, para ponerla en cuanto esté iniciado el orificio.

- AZULEJOS. El problema con los azulejos consiste en centrar bien la broca, ya que su superficie es muy resbaladiza. Por tanto, lo mejor es marcar primero con ayuda de un granete, un punzón o en último caso con un clavo, el punto a taladrar para que se descascarille un poquito el azulejo y la broca no se mueva del sitio. Debe empezar con pocas revoluciones y sin percutor. (1) La presión sobre el taladro también debe ser poca para evitar que se raje el azulejo.

Para taladrar azulejos, cerámica, porcelana, etc., también pueden usarse las brocas para cristal.

- GRES. El gres es un material muy duro y por tanto es imprescindible el uso de brocas de máxima calidad y muy recomendable la utilización de un martillo percutor o un taladro profesional. Debe empezarse sin percusión y ponerla una vez iniciado el taladro.

- MÁRMOL. Taladrar mármol es delicado y siempre existe la posibilidad de que se desconche en la superficie e incluso llegue a rajarse. Debe usar el taladro a bajas revoluciones y utilizar una broca de widia de máxima calidad e incluso buscar brocas profesionales exclusivas para mármol. Procure no taladrar cerca de los bordes de cada losa ni en fisuras apreciables a simple vista, y mantenga el

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taladro con buen pulso lo más perpendicularmente posible a la superficie. (1) Ejerza una presión regular sobre el taladro durante el taladrado.

Otro método muy efectivo es taladrar primero con una broca muy fina (3 o 4mm por ejemplo) e ir agrandando el agujero progresivamente utilizando brocas más gruesas. De esta forma es prácticamente imposible que estropeemos la superficie a la vez que el centrado del agujero será más exacto.

MADERAS

La madera es un material bastante blando por lo general y solo requiere la utilización de brocas especiales para madera y el uso del taladro sin percusión. Con algunas maderas muy duras podemos utilizar brocas para metal que tendrán mejor rendimiento.

Para la utilización de brocas planas es muy recomendable el uso de soporte vertical o taladro de columna, ya que este tipo de broca debe entrar totalmente perpendicular a la superficie a taladrar.

Un problema común y ya comentado es el astillamiento de la madera en taladros pasantes a la salida de los mismos. Este astillamiento es más pronunciado en tableros macizos y contrachapados al tener dirección de la fibra (se arranca un trozo de fibra normalmente más largo que el diámetro del agujero).(2) En el MDF y aglomerados, también se produce un rompimiento de material aunque menos acusado.

Lo primero para minimizar este problema es utilizar la broca bien afilada y adecuada al material que estemos taladrando. En madera se debe utilizar una broca de tres puntas. Esta broca tiene tres puntas para cortar primero el círculo exterior del taladro y evitar precisamente el rompimiento del material. Pero hace falta no ejercer casi presión a la salida del taladro, aparte de guiar la broca perfectamente, por lo que se hace muy necesaria la utilización de un soporte vertical. (2) El soporte vertical tiene un desmultiplicador con el que la presión sobre el taladro se domina mucho mejor y el agujero saldrá prácticamente limpio. También se minimiza el problema utilizando otra madera inservible a modo de sufridera que se pone debajo de la madera a taladrar. Otro truco es empezar el taladro por la otra cara antes de que traspase totalmente, pero tiene el inconveniente del difícil centrado perfecto del segundo taladro.

CRISTAL

Para taladrar vidrio tan solo hace falta disponer de brocas especiales que tienen una punta de metal duro (carburo de silicio o widia) en forma de punta de lanza. Se debe refrigerar y lubricar con trementina (aguarrás), agua o petróleo. Es muy conveniente fijar firmemente la pieza y utilizar un soporte vertical. El taladro debe girar a muy bajas revoluciones, y la presión de avance debe ser pequeña.

La refrigeración puede conseguirse poniendo un cerco o anillo de masilla o plastilina alrededor del punto a taladrar llenándolo seguidamente del refrigerante (trementina, agua o petróleo). (1)

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TORNO

Se denomina torno, a una serie de máquinas-herramienta, que partiendo de un origen común han ido evolucionando al tiempo que las necesidades de producción, precisión y avances tecnológicos lo han permitido.

El torno es una máquina-herramienta adecuada para fabricar piezas de forma geométrica derevolución. También se denomina torno al que se utiliza desde antiguo en alfarería para formar piezas de arcilla simétricas. En este caso el torno consiste en un plato circular montado sobre un eje vertical, sobre el cual se apoya el material a trabajar. En sus inicios, el eje del torno de alfarero tenía en su parte inferior otro plato, que se hacía girar con los pies para dar movimiento al conjunto. Más tarde comenzaron a utilizarse tornos adecuados para carpintería y a partir de la Revolución industrial, el torno como máquina-herramienta se ha convertido en una máquina básica en el proceso industrial de mecanizado.

Lo que tienen en común los tornos modernos de mecanizado actuales es que operan haciendo girar la pieza a mecanizar sujeta en el cabezal o fijada entre los puntos de centraje, mientras que una o varias herramientas cuyo filo de corte es empujado contra la superficie de la pieza, arrancando la viruta, en una serie de operaciones de torneado diferentes.

El torno es una máquina que trabaja en el plano, porque solo tiene dos ejes de trabajo, (Z y X) de una parte el carro que desplaza las herramientas a lo largo de la pieza y produce torneados cilíndricos, y de otra el carro transversal que se desplaza de forma perpendicular al eje de simetría de la pieza, con este carro se realiza la operación denominada refrentado.

Los tornos copiadores, automáticos y de Control Numérico llevan sistemas que permiten trabajar los dos carros de forma simultánea, consiguiendo cilindrados cónicos y esféricos. Los tornos paralelos llevan montado un tercer carro, de accionamiento manual y giratorio, llamado Charriot, montado sobre el carro transversal, con el Charriot, inclinado a los grados necesarios es posible mecanizar conos. Encima del Charriot, va fijado la torreta portaherramientas.

OPERACIONES DE TORNEADO

TORNEADO EXTERIOR

Cilindrado, refrentado, ranurado, roscado, moleteado, cilindrado cónico, cilindrado esférico, segado, chaflanado, excéntricas, espirales.

TORNEADO INTERIOR

Taladrado, mandrilado, ranurado, mandrilado cónico, mandrilado esférico, roscado, refrentado interior, chaflanado interior.

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No todos los tornos pueden realizar todas estas operaciones que se indican, eso depende del tipo de torno que se utilice y de los accesorios o equipamientos que tenga.

Los tornos se utilizan para modelar superficies cónicas, cilíndricas y esféricas de diversos objetos y materiales diferentes. El tamaño y potencia de los tornos se refleja en las dimensiones máximas que pueden tener las piezas que se quieran mecanizar y la cantidad de viruta que se puede sacar en cada pasada.

Características principales de los tornos

Potencia en KW del motor eléctrico que tienen.Diámetro máximo de la pieza que permitan mecanizar. (Altura de puntos) Longitud máxima de la pieza que puedan mecanizar. (Longitud entre puntos) Gama de velocidades que tiene.Gama de avances que tiene.Características del manejo. (Manual, semiautomático o automático)

TIPOS DE TORNO

Actualmente se utilizan en las industrias de mecanizados los siguientes tipos de tornos que dependen de la cantidad de pieza a mecanizar por serie de la complejidad de la pieza y de la envergadura de las piezas:

Torno paraleloTorno copiadorTorno revólverTorno automáticoTorno verticalTorno CNC

Aparte de los tornos que se utilizan en la industria mecánica están los que se utiliza para trabajar la madera, la ornamentación con mármol o granito, los de relojeros, alfareros, etc.

No todos los tornos pueden realizar todas estas operaciones que se indican, eso depende del tipo de torno que se utilice y de los accesorios o equipamientos que tenga.

Los tornos se utilizan para modelar superficies cónicas, cilíndricas y esféricas de diversos objetos y materiales diferentes. El tamaño y potencia de los tornos se refleja en las dimensiones máximas que pueden tener las piezas que se quieran mecanizar y la cantidad de viruta que se puede sacar en cada pasada.

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MOVIMIENTOS DE TRABAJO EN LA OPERACIÓN DE TORNEADO

Movimiento de corte: por lo general se imparte a la pieza que gira rotacionalmente sobre su ejeprincipal. Este movimiento lo imprime un motor eléctrico que transmite su giro al husillo principal mediante un sistema de poleas o engranajes. El husillo principal tiene acoplado a su extremo distintos sistemas de sujeción (platos de garras, pinzas, mandrinos auxiliares u otros), los cuales sujetan la pieza a mecanizar.

Movimiento de avance: es debido al movimiento de la herramienta de corte en la dirección del eje de la pieza que se está trabajando. En combinación con el giro impartido al husillo, determina el espacio recorrido por la herramienta por cada vuelta que da la pieza. Este movimiento también puede no ser paralelo al eje, produciéndose así conos. En ese caso se gira el carro de debajo del transversal ajustando en una escala graduada el ángulo requerido, que será la mitad de la conicidad deseada.

Profundidad de pasada: movimiento de la herramienta de corte que determina la profundidad de material arrancado en cada pasada. La cantidad de material factible de ser arrancada depende del perfil del útil de corte usado, el tipo de material mecanizado, la velocidad de corte, etc.

ESTRUCTURA DEL TORNO

Puntos de arrastre

El torno tiene cuatro componentes principales:

Bancada: Sirve de soporte para las otras unidades del torno. En su parte superior lleva unas guías por las que se desplaza el cabezal móvil o contrapunto y el carro principal.

Cabezal fijo: Contiene los engranajes o poleas que impulsan la pieza de trabajo y las unidades de avance. Incluye el motor, el husillo, el selector de velocidad, el selector de unidad de avance y el selector de sentido de avance. Además sirve para soporte y rotación de la pieza de trabajo que se apoya en el husillo.

Cabezal móvil: El contrapunto puede moverse y fijarse en diversas posiciones a lo largo. La función primaria es servir de apoyo al borde externo de la pieza de trabajo.

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Carros portaherramientas: Consta del carro principal, que produce los movimientos de avance y profundidad de pasada, el carro transversal, que se desliza transversalmente sobre el carro principal, y el carro superior orientable, formado a su vez por tres piezas: la base, el Charriot y el porta herramientas. Su base está apoyada sobre una plataforma giratoria para orientarlo en cualquier dirección.

Equipo auxiliar

Plato de garras Plato y perro de arrastre

Se requieren ciertos accesorios, como sujetadores para la pieza de trabajo, soportes y portaherramientas. Algunos accesorios comunes incluyen:

Plato de sujeción de garras: Sujeta la pieza de trabajo en el cabezal y transmite el movimiento.

Centros: Soportan la pieza de trabajo en el cabezal y en la contrapunta.

Perro de arrastre: Se fija en el plato de torno y en la pieza de trabajo y le transmite el movimiento a la pieza cuando está montada entre centros.

Soporte fijo o luneta fija: Soporta el extremo extendido de la pieza de trabajo cuando no puede usarse la contrapunta.

Soporte móvil o luneta móvil: Se monta en el carro y permite soportar piezas de trabajo largas cerca del punto de corte.

Torreta portaherramientas con alineación múltiple. (1)

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HERRAMIENTAS DE TORNEADO

Brocas de centraje de acero rápido

Las herramientas de torneado se diferencian en dos factores: de un lado según el material del que están constituidas y de otro el tipo de operación que realizan. Según el material constituyente, las herramientas pueden ser de acero rápido, metal duro soldado, o plaquitas de metal duro (widia) cambiables. La tipología de las herramientas de metal duro están normalizadas de acuerdo con el material que se mecanice, puesto que cada material ofrece unas resistencias diferentes, el código ISO para herramientas de metal duro es el siguiente:

Cuando la herramienta es de acero rápido o tiene la plaquita de metal duro soldada en el portaherramientas, cada vez que el filo se desgasta, hay que desmontarla, y afilarla correctamente con los ángulos de corte específico en una afiladora. Esto ralentiza bastante el trabajo. Así que cuando se mecanizan piezas en serie, lo normal es utilizar portaherramientas con plaquitas cambiables, porque tienen varias caras de corte y además se hace de una forma muy rápida.

ELECCIÓN DE LAS HERRAMIENTAS PARA TORNEADO

En el torno moderno y debido al alto coste que tiene el tiempo de mecanizado, es de vital importancia hacer una selección adecuada de las herramientas que permita realizar los mecanizados en el menor tiempo posible y en condiciones de precisión y calidad requeridas. (1)

FACTORES DE SELECCIÓN PARA OPERACIONES DE TORNEADO

Piezas de ajedrez mecanizadas en torno CNC

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Diseño y limitaciones de la pieza: Tamaño, tolerancias del torneado, tendencia a vibraciones, sistemas de sujeción, acabado superficial etc.

Operaciones de torneado a realizar: Cilindrados exteriores o interiores, refrentados, ranurados, desbaste, acabados, optimización para realizar varias operaciones de forma simultánea, etc.

Estabilidad y condiciones de mecanizado: Cortes intermitentes, voladizo de la pieza, forma y estado de la pieza, estado, potencia y accionamiento de la máquina, etc.

Disponibilidad y selección del tipo de torno: Posibilidad de automatizar el mecanizado, poder realizar varias operaciones de forma simultánea, serie de piezas a mecanizar, calidad y cantidad del refrigerante, etc.

Material de la pieza: Dureza, estado, resistencia, maquinabilidad, barra, fundición, forja, mecanizado en seco o con refrigerante, etc.

Disponibilidad de herramientas: Calidad de las herramientas, sistema de sujeción de la herramienta, acceso al distribuidor de herramientas, servicio técnico de herramientas, asesoramiento técnico.

Aspectos económicos del mecanizado: Optimización del mecanizado, duración de la herramienta, precio de la herramienta, precio del tiempo de mecanizado.

Aspectos especiales de las herramientas para mandrilar:

Se debe seleccionar el mayor diámetro de la barra posible y asegurarse una buena evacuación de la viruta. Seleccionar el menor voladizo posible de la barra. Seleccionar herramientas de la mayor tenacidad posible.

NORMAS DE SEGURIDAD EN EL TORNEADO

Cuando se está trabajando en un torno, hay que observar una serie de requisitos para asegurarse de no tener ningún accidente que pudiese ocasionar cualquier pieza que fuese despedida del plato o la viruta si no sale bien cortada. Para ello la mayoría de tornos tienen una pantalla de protección. Pero también de suma importancia es el prevenir ser atrapado(a) por el movimiento rotacional de la máquina, por ejemplo por la ropa o por el cabello largo.

Utilizar equipo de seguridad como son gafas de seguridad, careta o goggles. No utilizar ropa holgada o suelta.Utilizar ropa de algodón.Utilizar zapato de seguridad.Mantener el lugar siempre limpio.

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Fundamentos tecnológicos del torneado

En el torneado hay seis parámetros clave:

Velocidad de corte. Se define como la velocidad lineal en la periferia de la zona que se está mecanizando. Su elección viene determinada por el material de la herramienta, el tipo de material de la pieza y las características de la máquina. 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.

Velocidad de rotación de la pieza, normalmente expresada en revoluciones por minuto. Se calcula a partir de la velocidad de corte y del diámetro mayor de la pasada que se está mecanizando.

Avance , definido como la velocidad de penetración de la herramienta en el material. Se puede expresar de dos maneras: bien como milímetros de penetración por revolución de la pieza, o bien como milímetros de penetración por minuto de trabajo.

Profundidad de pasada: Es la distancia radial que abarca una herramienta en su fase de trabajo. Depende de las características de la pieza y de la potencia del torno.

Potencia de la máquina: Está expresada en KW, y es la que limita las condiciones generales del mecanizado, cuando no está limitado por otros factores.

Tiempo de torneado . Es el tiempo que tarda la herramienta en efectuar una pasada.

Estos parámetros están relacionados por las fórmulas siguientes:

Generalmente, la velocidad de corte óptima de cada herramienta y el avance de la misma vienen indicados en el catálogo del fabricante de la herramienta, o en su defecto, en los prontuarios técnicos de mecanizado.

ANEXOS

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ANEXO I:> CATÁLOGO DE SIERRAS PARA LA MÁQUINA DE CALAR O CALADORA

Aquí podemos ver las recomendaciones del fabricante: para madera o PVC y más de 60 mm. de profundidad, gafas de protección ...

... detalle de las medidas

...... detalle de los dientes ...

... corte realizado sobre pino macizo de 36 mm. de grueso, primero recto, luego 1/3 de círculo de radio 60 mm.: relativamente fino ...

... detalle de la pequeña pérdida de perpendicularidad al plano en el giro (más acusado en las máquinas con movimiento pendular, como la que hemos usado).

Esta otra sierra es aún más rápida, pero de corte más basto ...

... detalle de los dientes (así come) ...

... es más corta que la anterior: pongo la máquina en II (máximo movimiento pendular) y

... detalle de corte sobre la misma tabla de pino macizo de 36 mm., sin el

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velocidad D ... plástico de protección para cortes limpios ...

... con el protector mejora por arriba (aunque se ve peor la línea de corte, por esa razón yo no suelo usarlo) ...

... detalle de que apenas se aprecia la pérdida de perpendicularidad en curva (el corte de la derecha) ...

... acabado más basto ...

... detalle del acabado (basto) por arriba ... ... y por abajo, que es

mucho mejor.

Esta otra sierra tiene los dientes al revés, para que la cara de arriba sea la buena.

Detalle de los dientes, de tipo medio. Pongo la máquina sin movimiento pendular y en velocidad C ...

... detalle del corte, con la misma trayectoria que los anteriores, pero sobre aglomerado de 25 mm.

Acabado por arriba ...

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... detalle de la pérdida de perpendicularidad al plano en curva ...

Esta otra sierra es más fina.

Recomendaciones del fabricante: para espesor menor de 30 mm., gafas

de protección ...

... detalle del acabado del corte por arriba ...

... y por abajo ...... más fino que los anteriores ...

Esta es una sierra bimetal, quizás la que más uso actualmente ...

... detalle de las medidas.

Recomendaciones del fabricante: rápida, espesor menor de 60 mm., gafas de protección

Detalle del corte en pino macizo de 36 mm. de grueso, por arriba ...

... la pared del corte no queda muy fina ...

... detalle del corte por abajo, bastante mejor ...

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Detalle del corte sobre aglomerado de 25 mm. por arriba ...

... y por abajo ... ... detalle de la pérdida de perpendicularidad (pequeña).

Recomendaciones del fabricante: varían en función del material, incluyen gafas y guantes.

Detalle de los dientes. Con los mismos reglajes que la anterior ...

... detalle del corte por arriba en la misma madera de aglomerado ...

Acabado del corte (no muy fino) ...

... y detalle de la escasa pérdida de perpendicularidad en curva.

Por último en lo referente a madera, esta sierra fina y delicada.

Detalle de los dientes

... puesta en la máquina, sin movimiento pendular ... corte muy refinado por

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(que se desgastan con facilidad, lógicamente, al ser tan pequeños) ...

y velocidad entre B y C ...

arriba ...

... en un tablero de aglomerado de 16 mm. (la pared del corte queda muy fina) ...

... aunque la pérdida de perpendicularidad en curva es acusada.

Esta otra sierra es para hierro (piezas de poco espesor) ...

Y esta otra es para vidrio, porcelana y cerámica (con paciencia) ...

... detalle de los dientes: gafas de protecciónobligatorias

ANEXO II: CATÁLOGO DE PULIDORAS

Amoladora y Pulidora combinada

Suministrado con muela/s, interruptor giratorio, guardar-rueda y soporte de herramienta.Amoladoras hasta 1.0 HP suministrados sin placa de ojos.

Modelo Motor (HP / kW) Fase R.P.M. Tamaño de la muela Tamaño del husillo Peso Aproximado (kgs.)

BGP-41 0.25 / 0.18 1 2800 100 x 20 x 12.70 100 8

BGP-61 0.33 / 0.25 1 2800 150 x 20 x 15.88 165 22

BGP-71 0.50 / 0.37 1 2800 180 x 20 x 15.88 165 27

BGP-81 0.75 / 0.55 1 2800 200 x 25 x 19.05 165 36

BGP-101 1.00 / 0.75 1 2800 250 x 25 x 19.05 165 39

BGP-63 0.33 / 0.25 3 2800 150 x 20 x 15.88 165 22

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BGP-73 0.50 / 0.37 3 2800 180 x 20 x 15.88 165 26

BGP-83 0.75 / 0.55 3 2800 200 x 25 x 19.05 165 36

BGP-103 1.00 / 0.75 3 2800 250 x 25 x 19.05 165 38

Pulidora de Banco

Totalmente encerrado con husillo. Pulidoras de 2.0 HP y arriba suministrados sin interruptor. Pulidoras de 3.0 HP y arriba con rotor de cobre.

Modelo Motor (HP / kW) Fase R.P.M. Tamaño del husillo (mm) Peso (kgs.)

VMT-1 0.25 / 0.18 1 2800 100 8

VMT-3 0.33 / 0.25 1 2800 165 23

VMT-5 0.50 / 0.37 1 2800 165 23

VMT-7 0.75 / 0.55 1 2800 165 25

VMT-9 1.00 / 0.75 1 2800 165 28

VMT-4 0.50 / 0.37 3 2800 165 21

VMT-6 0.75 / 0.55 3 2800 165 25

VMT-8 1.00 / 0.75 3 2800 165 24

VMT-10 1.00 / 0.75 3 1400 165 27

VMT-26 1.00 / 0.75 3 960

VMT-12 2.00 / 1.50 3 2800 200 57

VMT-14 3.00 / 2.20 3 2800 220 105

VMT-16 5.00 / 3.70 3 2800 220 108

VMT-56 7.50 / 5.50 3 2800 220 155

Pulidora de Pedestal

Totalmente encerrado con husillo. Base de hierro fundido de servicio pesado, suministrado completo con arrancador y un juego de husillos ahusados. Equipados con cuatro rodamientos y rotor de cobre.

Modelo Motor (HP / kW) Fase R.P.M.

PB-30 3.0 / 2.25 3 2800

PB-50 5.0 / 3.75 3 2800

PB-75 7.5 / 5.50 3 2800

Nota: El RPM mencionados arriba son para volteo de AC / 220 V / 1 Ph / 50 Hz, AC / 380 V / 3 Ph / 50 Hz y AC / 415 V / 3 Ph / 50 Hz.Suministramos también estas maquinas para volteo de AC / 110 V / 1 Ph / 60 Hz, AC / 220 V / 3 Ph / 60 Hz, etc., en estos casos el RPM seria distinto.

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ANEXO III: CATÁLOGO DE BROCAS

Brocas para hierro y metal: Siempre que sea posible, taladraremos

con el taladroinstalado en un pie, y,

con las gafas de protección puestas.

Detalle de una broca con el borde de ataque dañado. Requiere

afilado.

Detalle de una broca con el borde de ataque

desgastado. También requiere afilado.

Brocas para madera. Una lleva instalado un

tope.

Detalle de la punta de una broca de madera. Topes de distinto

diámetro.

... detalle.

Brocas específicas para realizar en una sola

operación los taladros correspondientes ...

... a estos tornillos (que se aprietan con las llaves allen que se ven al lado).

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Brocas para madera de gran diámetro. Si no se utiliza el taladro en un

pie, la trayectoria no es recta.

Broca para madera, con puntas para poco uso,

intercambiables.

Broca para madera ajustable de 15 a 45 mm. Para taladros de medida no estándar. Para que la trayectoria sea recta, hay

que usar el taladro instalado en pie.

Broca de madera para trayectorias

especialmente sinuosas. (de 18 mm. de diámetro)

Detalle de la punta.Avellanador. Este vale tanto para hierro como

para madera.

Distintas fresas y limas de madera para usar con taladro (no con máquinas

de altas revoluciones).

Brocas para vidrio. Imprescindible la refrigeración con

aguarrás, el uso del pie, y las gafas.

Brocas de widia (carburo de tungsteno) para cemento, ladrillo y

piedra. Son las únicas que soportan el

taladrado en estos materiales y la percusión

en el taladro.

CONCLUSIONES

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CONCLUSIONES:

De la presente investigación se concluye que los diferentes materiales metales cerámicos polímeros y compuestos son importantes en la aplicación de la fundición (recuperación de metales) y dada la importancia del reciclado en nuestras distintas disciplinas, nos hacen que los procesos sean más económicos.

También se hace notar que la Fundición a veces es considerada como un proceso sencillo, si es que no se conoce realmente a fondo todo el proceso que lleva consigo ya que el sólo hecho de fundir una pieza, nos lleva desde la selección de arenas, el tipo de molde, incluso el tipo de fundición que se va a realizar para los fines de producción; todo esto se encuentra unido para llegar a una sola finalidad, la calidad del producto.

Otro punto importante a destacar, es que gracias a que se tuvo la oportunidad de realizar este proceso dentro del laboratorio de Fundición de la ESIME Azcapotzlaco y de la fundidora NARDO, es que se tiene la noción del empeño que se debe tener durante este proceso para realizar con calidad cualquier material que vaya a ser fundido.

Incluso que no con solo tener la pieza fundida es que se termina el trabajo, conlleva también al acabado que hay que dar a dicha pieza para que se tenga un mejor detalle de ésta.

BIBLIOGRAFÍA

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BIBLIOGRAFÍA

PROCESOS DE CONFORMADO POR FUNDICION: MODELO EN ARENAFundición (Tecnología tomo I)Alfonso, Heraldo A.PAMPLONA2002

FUNDICIÓN (TECNOLOGÍA TOMO I)Alfonso, Heraldo A.Buenos Aires: Hobby,1952.

FUNDICIÓN (TECNOLOGÍA TOMO III)Alfonso, Heraldo A.Buenos Aires: Hobby,1960.

FUNDICIÓN (TECNOLOGÍA TOMO V)Alfonso, Heraldo A.Buenos Aires: Hobby,1968.

CATÁLOGOS DE SIERRAS BOSCHAlfonso, Heraldo A.Buenos Aires: Hobby,1968.

CATÁLOGOS DE BROCAS BOSCH

CATÁLOGOS DE SIERRAS BOSCH

CATÁLOGOS DE PULIDORAS