MECANIZADOS

NOTA SOBRE LAS FOTOGRAFIAS.

Se irán incluyendo mas fotos y diagramas que amplíen la información.

INTRODUCCIÓN.-

La mecanización, tanto manual como a máquina, es el trabajo mas esencial en todo el proceso de construcción de un modelo ferroviario, un tema que aparece de modo tangencial en algunas secciones, y algo mas extensamente en el apartado de las locomotoras de vapor, pero que aquí es tratado con mas detalle.

Los mecanizados a mano se realizan en su mayor parte sosteniendo las piezas en el caracol o tornillo de banco, cuidando de cubrir las mordazas con fundas hechas con chapas de aluminio para evitar marcar las piezas al apretarlo. El resto es un trabajo muchas veces similar al del matricero ajustador, y dependerá del buen pulso, paciencia y del uso de las herramientas adecuadas (limas, esmeriles, etc).

Los mecanizados a máquina pueden llegar a ser tan variados que no podrían describirse en este breve comentario, pero si al menos proporcionar al mecánico modelista algunas pautas e informaciones que le ayuden a iniciar y conseguir un buen trabajo.

La siguiente lista enumera los temas más básicos e interesantes, debiendo tenerse en cuenta que, aunque ciertos puntos vengan descritos específicamente para por ejemplo el torno, pueden también servir de referencia para el mecanizado con la fresadora o viceversa.

1. Mecanizados con el torno.

2. Mecanizados con la fresadora.

3. Velocidad de giro de las máquinas, y avance de la herramienta.

4. Fórmulas.

5. Mecanizado de distintos materiales.

6. Marcado de las piezas.

MECANIZADOS CON EL TORNO.-

En el torno es la pieza la que gira por el movimiento que le proporciona la máquina, mientras que el avance del corte viene dado por el desplazamiento de la herramienta.

La aplicación de los siguientes consejos o comentarios dependerán del tipo de material, tamaño de la pieza y de la capacidad de la propia máquina, por lo que son solo orientativos, pudiendo darse algún caso en el que lo que es aplicable en un momento dado, sea desaconsejable en otro.

La profundidad y velocidad del corte dependerá de la robustez de la propia máquina, así como del tamaño y características de la herramienta. Por ello conocer el límite puede ser difícil al principio, y solo la experiencia lo irá indicando, además de por la protesta de la propia máquina por medio de temblor, vibración excesiva, ruido o mal acabado, lo que en los libros ingleses de modelismo se denomina como chatter.

Una velocidad de avance rápida trae consigo un mejor control de las virutas, un menor desgaste de la herramienta, mayor peligro de rotura de la misma, además de un peor acabado superficial. Por el contrario una velocidad de avance lenta produce peor control de las virutas, mejores acabados pero un mayor desgaste de la herramienta.

La fase del desbaste no presenta mayores limitaciones que las impuestas por la robustez de la máquina y de las herramientas. Por el contrario los acabados requerirán de más atención.

Dependiendo del material, lo aconsejable es ir desbastando hasta dejar unas décimas para el corte final que se hará entonces con una herramienta re-afilada y bien centrada en altura. La velocidad de la máquina será alta, pero el avance y la profundidad del corte lentos. Los mecanismos automáticos de avance del torno son a veces demasiado rápidos para estos fines y conviene hacerlos a mano, siendo una cuestión de buen pulso el hacer todo el recorrido homogéneo, cuidando de no detener el carro para evitar marcas. Es obvio decir que la experiencia nos irá enseñando, y que cada mecanico desarrollará su propia técnica.

Una herramienta de acero rápido con punta redondeada, abundante refrigeración o engrase, alta velocidad de giro y lento avance suele dar excelentes resultados siempre que la profundidad del corte sea pequeña, en caso contrario obtendremos el no deseado chatter que además producirá ondulaciones y estrías en la superficie final.

Otro punto importante es el afilado de las herramientas y sus ángulos, sobre todo el superior también referido en las publicaciones anglosajonas como rake, o ángulo negativo o de descenso en la parte superior de la herramienta en dirección hacia el mango. Este ángulo sin embargo no debe existir cuando se trabaja el latón o los bronces, debiendo ser la parte superior de la herramienta paralela a la inferior a fin de obtener resultados muy bruñidos.

Las precauciones y consejos de macanización se multiplican por 3 en el caso del acero inoxidable, que además es siempre aconsejable tratar con herramientas especiales con titánio, cobalto y similares.

Remarcar finalmente que la altura de la herramienta es de la máxima importancia. El borde superior de su superficie de corte debe quedar exactamente al mismo nivel que el centro del cabezal. Para ello se coloca en el plato de tres garras un trozo de redondo o puntero con su extremo torneado cónico, e ir añadiendo pletinas o galgas de apoyo bajo el mango de la herramienta hasta que ésta quede bien nivelada.

MECANIZADOS CON LA FRESADORA.-

Al contrario que en el torno, el fresado en un tipo de mecanización donde el movimiento principal lo proporciona la herramienta (fresa), y el avance del corte viene dado por el desplazamiento de la propia pieza al mover la mesa donde está amarrada.

Normalmente el mecánico modelista solo dispone de medios limitados, como accesorios para fresar con el torno o mucho más frecuentemente de taladros-fresadores (similares a las fresadoras verticales), ayudas que solo permiten ciertos mecanizados de entre los muchos que existen para éste tema, pero suficientes para los fines del modelismo. De nuevo el aficionado suple una carencia mas con la imaginación, sacando adelante los trabajos mas despacio, por etapas y con mecanizados alternativos.

Se distinguen dos tipos principales de fresados: El cilíndrico y el frontal. En el primero el eje de la fresa trabaja horizontal y transversamente a la pieza, mientras que en el frontal la fresa queda vertical y perpendicular al trabajo. Ciñéndonos a las usuales limitaciones del modelista, solo se comenta por tanto el frontal.

En los trabajos del fresado cilíndrico (que aquí no tratamos), existen a su vez dos métodos para mecanizar: El paralelo y el contra-dirección. Es interesante conocer y tener en cuenta éstos dos métodos, y saber sus ventajas e inconvenientes a la hora de fresar frontalmente.

El mecanizado paralelo es aquel en que el movimiento de giro de la herramienta y el avance de la pieza son coincidentes. La fresa corta de fuera hacia dentro del material, creando una viruta en forma de coma, gruesa al principio y fina al final.

Es un tipo de fresado que en máquinas ligeras admite menor profundidad de corte, so pena del peligro de enganchar la herramienta, romperla y arruinar el trabajo. Sin embargo desgasta menos la fresa y puede proporcionar mejores acabados.

El mecanizado en contra-dirección es aquel en que el sentido de giro de la fresa y el movimiento de avance de la pieza son contrarios. La fresa trabaja desde dentro hacia afuera del material, creando esta vez una viruta en forma de coma, fina al principio y gruesa al final (ver diagramas).

Es el fresado más empleado por el modelista, ya que presenta menor peligro de enganche de la herramienta y admite mas profundidad de corte, por lo que es ideal para los procesos iniciales de desbaste. Por el contrario desgasta mas la herramienta, puede producir vibraciones, irregularidades en el borde final del trabajo, y por ende proporcionar menor calidad de acabados.

En el fresado frontal se utilizan principalmente fresas frontales de mango cilíndrico, y bien sujetas a pinzas de amarre específicas para ellas, nunca con el portabrocas. También se pueden utilizan fresas de ranurado, woodruff y similares para crear chaveteros, perfiles en las bielas y trabajos similares.

Por último se describe el fresado de planeo, y que puede considerarse como otro tipo de fresado frontal al trabajar la herramienta verticalmente sobre la pieza. Éste fresado sirve para crear amplias superficies lisas y homogéneas para asientos, acoples y similares. Las fresas de planeo son herramientas circulares, de diámetros amplios y que disponen de varios puntos cortantes en la periferia de su base. Éstas puntas pueden ser fijas, o bien de chips o pastillas desechables. Precisan de un árbol específico para amarrarlas al husillo de la fresadora.

Antes de fresar hay que fijar muy bien las piezas sobre la mesa de la fresadora, ya que el corte de éstas herramientas produce una extrema presión, y cualquier movimiento puede arruinar el trabajo o causar un enganche de la fresa, con malas consecuencias para la máquina, la pieza o la propia herramienta. Un excesivo apriete tampoco conviene pues puede provocar deformaciones en las piezas, sobre todo en las largas, con lo que los mecanizados serán inexactos.

Hay fresas de disco para el corte, y las circulares para fresar tanto de frente como de lado. Todas ellas, por supuesto, necesitan de un árbol o eje específico para sostenerlas al cabezal.

VELOCIDADES DE GIRO DE LAS MÁQUINAS Y AVANCE DE LA HERRAMIENTA.-

Un correcto ajuste de las velocidades resulta esencial para proteger la máquina, las herramientas de corte y obtener buenos acabados. Todo esto dependerá de varios factores como son las características tanto de la máquina como de la herramienta de corte (fresas de cualquier tipo, brocas, mandrinos, herramientas de torno etc.) y del diámetro y dureza o tenacidad del material.

El término velocidad pues, puede referirse a tres parámetros distintos:

• 1º.- La velocidad de giro de la máquina-herramienta, o lo que es lo mismo, las revoluciones por minuto que se gradúan por medio de poleas en las más sencillas, con una caja Norton en aquellas más completas o con un variador eletrónico.

• 2º.- La velocidad de corte, que es a la que pasará la punta o superficie de la herramienta sobre la pieza mecanizada al girar cualquiera de las dos, y que dependerá como antes se dijo tanto de las R.P.M. de la máquina como del diámetro de la pieza. Suelen medirse en pies o en metros x minuto.

• 3º.- La velocidad lineal de avance de la herramienta al mecanizar la pieza.

• 4º.- Otro parámetro es la profundidad del corte que, aunque no se refiere a las velocidades resulta conveniente tenerlo en cuenta en ésta lista.

En los mecanizados industriales se imprimen grandes velocidades mientras que los mecánicos aficionados tienden a ser más conservadores ya que no hay prisa. Por ello, en las siguientes tablas y fórmulas las velocidades generales serán más reducidas, también por el bien de nuestras máquinas y herramientas.

En la siguiente tabla cada material muestra una velocidad de corte característica para aplicar en las fórmulas. Algunos de ellos pueden variar sus márgenes máximos y mínimos según su aleación, pureza, proceso de fundición, etc. El mecánico deberá probar cada uno con las referencias dadas, y escoger finalmente la velocidad que mejores resultados le proporcionen para los medios disponibles.

TABLA DE VELOCIDADES DE CORTE EN PIES/MINUTO.-

TABLA DE VELOCIDADES DE CORTE EN METROS/MINUTO.-

FORMULAS.-

Teniendo en cuenta y de acuerdo con todo lo anterior, seguramente el punto que finalmente más le interesa al aficionado es saber a qué velocidad de giro o R.P.M. deberá ajustar su máquina para un trabajo determinado, y que como se mencionó dependerá del tipo de material y su diámetro. Para ello se muestran a continuación tres fórmulas para escoger, dos inglesas con diámetros en pulgadas y velocidades de corte en pies x minuto, y una tercera en milímetros y metros x minuto. Las dos imperiales dan resultados idénticos. La métrica un poco menores.

EJEMPLOS.-

Pieza de latón corriente. Velocidad de corte 200 ft/min ó 62 mts/min. Diámetro de 1 pulgada = 25,4 m/m.

1ª fórmula = 800 r.p.m.

2ª fórmula = 800 r.p.m.

3ª fórmula = 789,5 r.p.m.

MECANIZADO DE DISTINTOS MATERIALES.-

Se debe insistir en que la siguiente tabla es solo orientativa para el aficionado, quien por su experiencia la amoldará a sus necesidades y a las características de sus máquinas.