Tema 43: Taladrado - Guía de Mecanizado (PDF)

opositafp.com ©2025 TEMA 43. Taladrado: principios del mecanizado por taladrado. Máquinas para el taladrado, tipos, precisiones y limitaciones de las formas obtenibles, estructura y elementos constituyentes de las máquinas. Utillajes de sujeción de piezas y herramientas. Accesorios....

opositafp.com ©2025 TEMA 43. Taladrado: principios del mecanizado por taladrado. Máquinas para el taladrado, tipos, precisiones y limitaciones de las formas obtenibles, estructura y elementos constituyentes de las máquinas. Utillajes de sujeción de piezas y herramientas. Accesorios. Índice 1. Introducción................................................................................................................. 2 2. Principios del mecanizado por taladrado....................................................................... 2 3. Máquinas para el taladrado.......................................................................................... 2 3.1. Tipos de taladradoras según su morfología.................................................................. 3 a) Taladradora de columna............................................................................................... 3 b) Taladradora de sobremesa............................................................................................ 3 c) Taladradora portátil...................................................................................................... 3 d) Taladradora radial......................................................................................................... 4 e) Taladradora de cabezales múltiples.............................................................................. 4 f) Taladradora de ejes múltiples....................................................................................... 4 g) Taladradora de husillos múltiples desplazables............................................................ 5 h) Cabezales autónomos de un solo husillo...................................................................... 5 i) Taladradoras CNC.......................................................................................................... 5 3.2. Precisiones y limitaciones de las formas obtenibles..................................................... 5 4. Estructura y elementos constituyentes de las taladradoras........................................... 7 4.1. Base o bancada.............................................................................................................. 8 4.2. Mesa.............................................................................................................................. 8 4.3. Cabezal.......................................................................................................................... 8 4.4. Husillo.......................................................................................................................... 10 5. Utillajes de sujeción de piezas y herramientas............................................................. 10 5.1. Sujeción de herramientas........................................................................................... 10 5.2. Sujeción de piezas....................................................................................................... 10 6. Accesorios para el taladrado....................................................................................... 11 7. Conclusión................................................................................................................. 15 8. Bibliografía................................................................................................................ 15 a) Bibliografía...................................................................................................................... 15 b) Webgrafía........................................................................................................................ 15 1 Rafael López Elsón Especialidad de Mecanizado y Mantenimiento de Máquinas  opositafp.com ©2025 1. Introducción El taladrado es una de las operaciones fundamentales en los procesos de mecanizado. Consiste en la creación de agujeros en piezas de diferentes materiales, con un amplio rango de aplicaciones en la industria. Su importancia radica en la versatilidad y precisión que ofrece, además de ser una operación clave en la fabricación de componentes industriales. En este tema se analizarán los principios del mecanizado por taladrado, las máquinas utilizadas, sus componentes, los sistemas de sujeción, y los accesorios que mejoran su funcionalidad. 2. Principios del mecanizado por taladrado El taladrado es un proceso de mecanizado por arranque de viruta que utiliza herramientas rotativas, denominadas brocas, para generar orificios cilíndricos mediante la eliminación de material en forma de virutas. Los orificios que se generan pueden ser pasantes, ciegos, avellanados y abocardados. Este proceso se fundamenta en:  Movimientos principales: rotación de la herramienta y avance axial.  Fuerzas de corte: generadas por el filo cortante de la broca en contacto con el material.  Velocidades y avances: determinados en función del material de la pieza, el material de la herramienta y el tipo de operación.  Calidad superficial: afectada por parámetros como velocidad de corte, avance y refrigeración. La eficiencia del taladrado depende de una correcta selección de herramientas, ajustes de la máquina y estrategias de refrigeración. También pueden mecanizarse orificios de geometría cuadrada en las mismas taladradoras de columna, con una herramienta especial que se parece más una fresa que a una broca. Esta herramienta tiene tres labios de corte en la parte inferior y una geometría en la parte superior que forma el famoso triángulo de Reuleaux. Esta combinación transforma el giro cilíndrico-excéntrico superior en trayectorias de forma cuadrada. Esta herramienta necesita de un taladrado previo para poder generar el agujero cuadrado. Por ese motivo lo considero más un fresado que un taladrado. 3. Máquinas para el taladrado Las máquinas para el taladrado se llaman taladradoras, y pueden clasificarse según diversos criterios. ERLO, empresa ubicada en el País Vasco, es el principal fabricante de taladradoras convencionales en España. 2 Rafael López Elsón Especialidad de Mecanizado y Mantenimiento de Máquinas  opositafp.com ©2025 Podemos clasificar las taladradoras comerciales según estos cuatro criterios:  Según la velocidad angular de la broca: o rápidas: son aquellas que alcanzan de 500 a 12.000 rpm o normales: giran de 300 a 6000 rpm o lentas: giran de 11 a 850 rpm  Según el movimiento de avance: o avance manual o sensitivas o avance automático  Por su fuente de energía: o Eléctrico o Hidráulico o Neumático  Según su morfología: o de Columna o de Sobremesa o Portátil o otros tipos Las taladradoras que habitualmente tenemos en los talleres de mecanizado de los Institutos, son taladradoras de columna, eléctricos, sensitivos, y de rpm normales. También disponemos de taladradoras portátiles eléctricas con cable (tipo domesticas). 3.1. Tipos de taladradoras según su morfología Las taladradoras se clasifican según la orientación del eje principal y su funcionalidad: a) Taladradora de columna Son taladradoras altas que apoyan en el suelo. El armazón principal está formado por una columna, de tal forma que, sobre esta barra se apoya un brazo capaz de girar sobre ella y deslizarse verticalmente. b) Taladradora de sobremesa Posee pequeña altura, y se instalan encima de un banco de trabajo. La base utilizada como bancada hace también de mesa porta piezas. Suele tener dos tipos de cabezales:  Cabezal fijo: se mantiene siempre a la misma altura respecto a la base.  Cabezal móvil: se puede desplazar verticalmente, y acercarse o alejarse respecto a la mesa porta piezas. c) Taladradora portátil No posee ningún tipo de bancada. La gran ventaja que tienen es poder mecanizar lugares poco accesibles de la pieza, y montajes que son imposibles de introducir en una taladradora de columna. Al no disponer de bancada ni de mesa porta piezas, la precisión en el taladrado es muy inferior con respecto al conseguido con las de columna o bancada. 3 Rafael López Elsón Especialidad de Mecanizado y Mantenimiento de Máquinas  opositafp.com ©2025 d) Taladradora radial El cabezal se desplaza a largo de la columna. No hace falta mover la pieza para realizar agujeros en distintos sitios de la pieza. Ideales para piezas grandes. Se utiliza para mecanizar piezas de gran tamaño, como moldes de inyección o matrices de estampación. El cabezal se va a poder desplazar a lo largo del brazo radial, y además su eje principal va a poder girar, ya que ha sido montado sobre una plataforma giratoria. La gran ventaja es que permiten posicionar el eje principal sobre cualquier punto que se encuentre bajo el radio de acción de la máquina. e) Taladradora de cabezales múltiples Incluye un conjunto de cabezales de taladradora, colocados sobre una misma mesa común. La ventaja es que permite realizar sobre la misma, piezas distintos tipos de taladrados, sin tener que desmontar las herramientas, por ejemplo: taladrado, avellanado, roscado. O taladrado, retaladrado, avellanado y escariado, etc. f) Taladradora de ejes múltiples Máquina automática, provista de un cabezal formado por multitud de ejes/husillos. Pueden taladrar simultáneamente varios agujeros. Efectúa un trabajo poco flexible, ya que, por la disposición de los husillos se encuentra limitada a la mecanización de piezas muy concretas. Requiere mucho tiempo 4 Rafael López Elsón Especialidad de Mecanizado y Mantenimiento de Máquinas  opositafp.com ©2025 de preparación para cambios de modelos, o modificaciones de planos.etc. Si hay brocas con diferentes diámetros, deberán girar a diferentes velocidades, por lo que tienen dispuestos diferentes ruedas multiplicadoras de velocidades. g) Taladradora de husillos múltiples desplazables Son máquinas en las que los husillos no tienen centro fijo sino que se mueven dentro de unos límites. Esta circunstancia hace que los ejes se puedan adaptar a piezas diferentes, dentro de unos márgenes. Se consigue con uniones cardan. h) Cabezales autónomos de un solo husillo Eficientes para grandes series, cadenas de montaje, etc. El cabezal avanza automáticamente, por piñón- cremallera, o neumáticamente, mientras otro motor, transmite par al husillo. Tienen poca flexibilidad pero gran rendimiento y fiabilidad. Normalmente gobernados por finales de carrera, e incluso por un PLC. i) Taladradoras CNC Actualmente suelen ser centros de taladrado, como la máquina DC-1 (Dril Center machine) de Haas. En otras pueden ser centros de taladrado y roscado, como la Robodrill de Fanuc, o las CMA de Alcira (Valencia). Requieren programación, máximo rendimiento y flexibilidad, pero con una gran inversión inicial y formación específica. 3.2. Precisiones y limitaciones de las formas obtenibles El taladrado permite obtener agujeros cilíndricos con buena calidad dimensional y superficial. Sin embargo, presenta ciertas limitaciones:  Precisión limitada: afectada por vibraciones, descentrado de la broca o desgaste de la herramienta. 5 Rafael López Elsón Especialidad de Mecanizado y Mantenimiento de Máquinas  opositafp.com ©2025 Las mejores precisiones de posición se consiguen, por lo general, con los cabezales autónomos que siempre ejecutan el mismo movimiento. Después, los de Control Numérico hoy en día, también son precisos y se posicionan a la centésima (a la micra en teoría alguna marca). Posteriormente, obtiene mejores precisiones los de columna, por su robustez y configuración, luego los de sobremesa, y por último los manuales. La precisión en posición, va inversamente a la flexibilidad del proceso (excepto el caso de CNC). En cuanto a la precisión geométrica (de forma), va ligada a un buen amarre, una buena selección de revoluciones, correcto filo de la herramienta, lubricación y la inexistencia de vibraciones en el proceso. Esta siempre se puede mejorar posteriormente con un escariado, para el que le tenemos que haber dejado 2 decimas que eliminará este proceso. A continuación se muestra un estudio de investigación, publicado por Helion Tools en su web, en el que se demuestra que las brocas de metal duro integral (MDI) consiguen mejores precisiones en la forma geométrica del agujero taladrado frente a las brocas de acero extra rápido al cobalto (HSSCo), para diferentes materiales (un acero duro y una fundición nodular). La máxima desviación de redondez (dRmáx) se forma como suma absoluta de las máximas desviaciones positivas y negativas del contorno real frente al círculo medio. El decalaje de eje (AV) indica al usuario en cuántas μm se desvía la broca hacia un lado. El parámetro que muestra la mayor desviación determina, en función del diámetro de la pieza, la clase de calidad IT del taladro. El círculo negro representa el taladro nominal que debería fabricar la herramienta en el caso ideal. El círculo rojo muestra el contorno real, es decir, la forma efectiva del taladro, tal como la obtenemos con los tipos de broca en cuestión. El círculo envolvente (azul) es el promedio del círculo real, es decir, el diámetro medio (en las brocas de MD, el círculo evolvente coincide prácticamente con el Ø real). 6 Rafael López Elsón Especialidad de Mecanizado y Mantenimiento de Máquinas  opositafp.com ©2025  Limitaciones de formas: a) La primera limitación es que solo mecaniza agujeros cilíndricos. b) Los agujeros taladrados han de ser rectilíneos, no pueden tener curvas. Y si hay diferentes diámetros, el diámetro mayor siempre estará en la parte externa (por donde se realiza el taladrado). c) En agujeros ciegos, el final del taladrado tiene forma cónica como la broca que la ha realizado (118º aprox.), lo que en ocasiones obliga a aumentar su profundidad un poco. d) El acabado de agujeros puede ser no suficiente en algunas aplicaciones. Se debería hacer una operación posterior de: - Mandrinado: Para aumentar el tamaño de un agujero a un diámetro superior con alta precisión dimensional. El mandril es una herramienta de diámetro extensible y regulable con precisión, normalmente con nonios. - Escariado: Para conseguir un excelente acabado superficial, geométrico y dimensional. Se parte de un agujero taladrado y se aumenta su diámetro un par de decimas de milímetro. e) Agujeros con elevada relación Longitud/Diámetro (L/D). - Las brocas de plaquitas llegan a una relación (L/D