Capítulo 18: El Taladrado PDF

Capítulo 18: El taladrado Introducción El taladrado es el procedimiento mediante arranque de viruta más rápido, sencillo y eficaz que existe para el mecanizado de agujeros. Este proceso se lleva a cabo utilizando una herramienta denominada broca que puede ser accionada por diferentes máquinas, como...

Capítulo 18: El taladrado Introducción El taladrado es el procedimiento mediante arranque de viruta más rápido, sencillo y eficaz que existe para el mecanizado de agujeros. Este proceso se lleva a cabo utilizando una herramienta denominada broca que puede ser accionada por diferentes máquinas, como la fresadora, la taladradora, el torno, etc. A lo largo de este tema nos centraremos en la realización de orificios con la máquina herramienta denominada taladradora. La taladradora Es la máquina herramienta que le proporciona a la broca los movimientos tanto de rotación, para darle velocidad de corte, como de avance o penetración para proporcionar profundidad al agujero que se está mecanizando (fig. 1). Dentro de una taladradora podemos distinguir las siguientes partes: Fig. 1 - Fig.2 Mecanismo sin fin. Fig. 3 Taladradora de sobremesa. Soporte o bancada: según el tipo de bancada podemos diferenciar entre dos tipos de taladradoras, las de columna y las de sobremesa: o Taladradoras de sobremesa (fig. 3): se denominan de esta forma porque tienen que ir colocadas sobre un banco de ajuste o una mesa, debido a su escasa altura. La mesa portapiezas de estas taladradoras es la que sirve a su vez de punto de apoyo o de fijación (a la mesa o banco de ajuste). Estas taladradoras no suelen tener mesa móvil originalmente, aunque se les puede acoplar y funcionan de forma similar a la que incluye las taladradoras de columna. o Taladradoras de columna (fig. 4): se caracterizan porque están sujetas sobre una columna de forma cilíndrica sobre la que se acopla un brazo que es capaz de desplazare de forma vertical y girar a su alrededor. En el extremo del brazo va acoplada una mesa sobre la que se colocan las piezas, y que puede realizar los mismos movimientos que el brazo. El movimiento vertical de la mesa normalmente se lleva a cabo mediante una manivela que acciona un mecanismo sin fin (fig. 2). De esta forma se logra una retención automática e impide que la mesa caiga libremente. Este tipo de taladradoras suelen presentar dos mesas portapiezas; una es la que acabamos de mencionar y la otra es la propia base de la máquina. En la mesa móvil se puede acoplar a su vez una mesa de coordenadas, ya que describe dos movimientos guiados por nonios que permite desplazamientos de forma longitudinal y transversal, lo que facilita enormemente la ejecución de agujeros que se encuentran alineados o a unas distancias concretas entre ellos. - Cabezal: es la parte de la taladradora que trasmite el movimiento adecuado a la broca para que pueda mecanizar un agujero. Consta de tres partes: el husillo principal, el mecanismo de rotación y el mecanismo de avance: 227 o Husillo o eje principal: es el elemento más importante de una taladradora. Está formado generalmente por una barra de acero de alta calidad con sección cilíndrica. Este eje recibe el movimiento directamente de la caja de velocidades. Es de vital importancia que esté bien centrado y sin holguras, tanto radiales como verticales, ya que de no ser así se podrían causar defectos en el taladrado, bien por desviación radial de la broca o por movimientos axiales que provocarían desperfectos. Incluso podrían ocasionar accidentes en la finalización del taladrado. Ambos defectos podrían provocar la rotura de la broca. Fig. 4 Taladradora de columna. Los husillos van unidos a un sistema de piñón-cremallera (fig. 5) que le proporciona el movimiento vertical a la broca o, lo que es lo mismo, el movimiento de penetración. Fig. 6 Accionamiento manual del avance. Fig. 5 Husillo animado por el mecanismo piñón – cremallera. Fig. 4 o Mecanismo de rotación: es el encargado de animar al husillo mediante una determinada velocidad de rotación. Puede ser de varios tipos, aunque el más utilizado es el de engranajes, con o sin variadores de velocidad (fig. 7). Existen otros como el de cono-polea que, aunque se encuentra ya en desuso, todavía se ve con frecuencia en máquinas antiguas y de baja potencia (fig. 8). Fig. 8 Cadena cinemática de un taladro. Fig. 7 Variador de velocidad. Variador en velocidades lentas Variador en velocidades rápidas Velocidad de entrada Velocidad de entrada Correa Correa Polea abierta Polea cerrada Velocidad de salida Polea cerrada Polea abierta Velocidad de salida 228 o Mecanismos de avance o penetración: el avance de penetración de la broca se consigue habitualmente mediante un sistema de piñón-cremallera. Para ello se le acopla directamente una manivela al eje del piñón que será accionada de forma manual (fig. 5). De esta manera, el operario aprecia de forma sensitiva la presión que ejerce durante el taladrado. Al dejar de hacer presión sobre el volante, éste retrocederá automáticamente separándose la broca del orificio que está ejecutando. - Dispositivos de fijación de las brocas: las taladradoras, por norma general, suelen llevar un orificio cónico en el extremo del husillo, con el fin de acoplar las brocas que presenten en su mango una conicidad determinada (fig. 9). Estas conicidades están materializadas en los llamados conos morse. Es muy habitual que el agujero cónico del husillo sea mayor que el que presenta el extremo de la broca. Cuando esto suceda se utilizarán casquillos o manguitos reductores, que presentan, tanto en su parte exterior como en su agujero, conos morse (fig. 10). Su fin es acoplar la broca por el lado del orificio y encajar el conjunto en el husillo de la máquina por su parte externa (fig. 11). Es habitual emplear varios conos morse acoplados entre sí para lograr el tamaño de acoplamiento necesario. Para brocas de diámetros muy grandes, en ocasiones se usan casquillos ampliadores si el cono que presenta la broca es de mayor diámetro que el orificio del husillo. Fig. 11 Fig. 9 Fig. 10 Casquillos reductores con acoplamiento por cono morse. o Clasificación de los conos morse: los conos morse presentan diferentes tamaños que están normalizados. Dependiendo de los diámetros de las brocas se utilizarán unos u otros (fig. 12). La relación entre los diámetros de las brocas y el cono morse adecuado se expone en la tabla 13. Se pueden encontrar reductores que conviertan o pasen de un cono morse pequeño a uno grande directamente, sin necesidad de ir escalonando el acoplamiento (fig. 14). 229 Fig. 12 Brocas de distintos tamaños acopladas en sus conos. Fig. 14 Tabla 13 Intervalo de medidas de brocas Diámetro broca ≤ 15mm Nº de cono morse 1 15mm < diámetro broca ≤ 23mm 2 23mm < diámetro broca ≤ 32mm 3 32mm < diámetro broca ≤ 50mm 4 50mm < diámetro broca ≤ 80mm 5 80mm < diámetro broca ≤ 100mm 6 Diámetro broca >100 7 Los conos morse van provistos de una mecha que sirve para extraer la broca del cono morse que le precede. Para ello se introducirá una cuña en un orificio transversal y al entrar en contacto con la mecha del cono lo empujará, liberándolo de forma espontánea (fig. 15). Por otro lado, para el acoplamiento de brocas cilíndricas, (que normalmente suelen ser las de diámetros menores a 12-13mm), se empleará un accesorio llamado portabrocas (fig. 16). Mediante tres garras autocentrantes, fija con firmeza las brocas y de forma centrada al husillo de la máquina. Estas pinzas pueden ser de apriete manual o mediante llave, siendo las primeras las más empleadas. Fig. 16 Fig. 15 Las brocas Son las herramientas principales de la operación del taladrado; su misión es la de mecanizar un agujero mediante el arranque de viruta y su extracción al exterior. Existen brocas de diferentes formas, tamaños y materiales; en el caso de la taladradora, las más empleadas para la perforación de metales son las brocas helicoidales. Dentro de ellas se podrán distinguir con claridad tres partes: el mango, el cuerpo y la punta (fig. 17). Fig. 17 230 - El mango: es la parte que se emplea para fijar la broca a la máquina. En brocas de pequeño diámetro, (menos de 12 ó 13mm), suele presentar forma cilíndrica. En este caso se acoplará a la taladradora mediante un portabrocas. Para brocas de mayores dimensiones, el mango suele tener forma cónica y las brocas se acoplan directamente a la máquina utilizando el sistema de manguitos con cono morse. Estas herramientas suelen llevar en el extremo del mango una mecha, con el fin de facilitar el arrastre de la broca y su extracción del cono morse (fig. 18). Fig. 18 - El cuerpo: es la parte de la broca que se encuentra entre el mango y la punta. Este cuerpo presenta generalmente dos ranuras con forma de hélice, que son las que materializan los labios de corte (fig. 19). Algunas brocas presentan un rebaje o cuello al final del cuerpo, donde suele aparecer troquelado el diámetro de la broca, la marca del fabricante o incluso el material de la herramienta. Si estudiamos en profundidad esta zona de la broca podremos distinguir las siguientes partes: o Alma de la broca: es la parte maciza que hay en el centro del cuerpo de la broca, es decir, el material que queda entre el fondo de las ranuras y el eje de la broca (fig. 20). Esta porción de material es más gruesa cuanto más cercana esté al mango de la broca, con la finalidad de que sea más robusta. Fig. 19 Fig. 20 Alma de la broca o - Guía de la broca: es la zona periférica que generan las hélices (fig. 19), es decir, “las paredes” de las ranuras. Estas guías tienen un pequeño destalonamiento, de tal forma que sólo entre en contacto con las paredes del orificio un pequeño filo; esto servirá para evitar un rozamiento excesivo y para minimizar el calentamiento de la broca, además de para perfilar la superficie del agujero. La punta: es la parte cónica en la que termina la broca y corresponde al final de las hélices. En esta parte se encuentran los filos de corte de la broca. Estos filos o labios son los encargados de arrancar la viruta del material y, a través de las ranuras helicoidales, expulsarlas hacia el exterior. Su forma variará considerablemente dependiendo del tipo de material a taladrar. En este apartado cabe destacar también las brocas de avellanar o “avellanadores” (fig. 21). Son brocas para el ensanchado de la entrada de un orificio (fig. 22). Este ensanchamiento tiene como finalidad esconder la cabeza de un tornillo, eliminar las rebabas o aristas vivas, facilitar la entrada de machos de roscar u otros elementos similares, etc. 231 Fig.21 Avellanadores. Fig. 22 Secuencia del avellanado. Las brocas de avellanar suelen tener tres, cuatro o cinco filos de corte (fig. 21), y no tienen cuerpo ya que su aplicación no se extiende más allá de las mencionadas anteriormente. Para el desarrollo de este proceso también debemos mencionar las brocas que ya poseen un avellanador al final del cuerpo de la misma. Del mismo modo, también existen brocas que poseen dos diámetros diferentes con el fin de que queden las cabezas de los tornillos totalmente escondidas en la pieza. Reciben el nombre de bidiametrales. Incluso las podremos encontrar mixtas, es decir, bidiametrales y con avellanado final (fig. 23). Fig. 24 Fig. 23 Para realizar agujeros bidiametrales mediante dos brocas independientes se comenzará con la de mayor diámetro, hasta alcanzar la profundidad requerida. Seguidamente se colocará la broca de menor diámetro, teniendo la precaución de que su ángulo de punta sea igual o menor que la broca anteriormente empleada (fig. 24). Siguiendo este procedimiento se conseguirá una gran concentricidad entre los agujeros, evitando que se puedan astillar los flancos. Aunque a primera vista este proceso parece resultar ilógico, tiene su base geométrica, es decir, por dos puntos pasan infinitas circunferencias, sin embargo, por tres puntos solamente podrá pasar una única circunferencia. Las brocas de dos labios, debido a este principio, cabecearán y no centrarán instantáneamente, porque apoya en los dos labios, que quiere decir en dos puntos. Las brocas HSS son “flexibles” y pueden absorber las solicitaciones, sin embargo, las brocas de metal duro, al ser tan duras, no pueden absorber las vibraciones con la consiguiente rotura de la herramienta. Esto se evitaría con una broca de tres labios, pero normalmente solo se emplean para fundición. Dicho esto, hay que cambiar la dinámica extendida del retraladrado, invirtiendo la operación en agujeros bidiametrales y taladrar al revés. 232 Recomendaciones del tipo de broca según material a mecanizar En este apartado se indica, de forma general, cómo deberían ser las brocas apropiadas para cada material. En primer lugar, hablaremos de los tipos de brocas que vamos a poder encontrar; así tendremos:  Brocas de plaquita intercambiable (fig. 25); es la mayor evolución de las brocas pues son muy versátiles y permiten realizar operaciones que con una convencional sería impensable. Se suelen utilizar cuando debemos realizar grandes orificios, agujeros ciegos con fondo plano; cuando la ejecución del agujero es delicada porque el inicio es en una superficie inclinada o interiormente se van a cortar agujeros… Su aplicación está más destinada a fresadoras o tornos.  Broca enteriza de metal duro (fig. 26); permiten mayores avances y menores velocidades de corte si las comparamos con las de plaquitas intercambiables. Son reafilables y se suelen emplear en la ejecución de agujeros de pequeño diámetro o cuando las tolerancias son estrechas.  Broca de metal con punta soldada (fig. 27); son reafilables y presentan mayor tenacidad que las de metal duro integral, gracias a su cuerpo de acero. Por eso se emplearán cuando las condiciones del taladrado sean complicadas o inestables.  Brocas HSS; aunque durante mucho tiempo fueron las más empleadas, hoy en día se ven desplazadas por las anteriormente citadas. No obstante, las podremos seguir encontrando en la realización de operaciones que no exijan a la herramienta un gran rendimiento. Fig. 25 Broca de plaquitas intercambiables. Fig. 26 Broca de metal duro Fig. 27 Broca de metal con punta soldada. Si nos centramos en las brocas de metal duro integral, que hoy en día son tremendamente empleadas, podremos diferenciarlas según el material que van a mecanizar (fig. 28). Así hablaremos de: Brocas para aceros: se podría decir que el tipo de brocas que se utilizan para mecanizar agujeros en estos materiales son brocas universales, ya que no son adecuadas para otros materiales; aunque se usan con frecuencia si el trabajo no es muy concreto ni requiere mucha precisión. Suelen presentar un ángulo de punta de 140º y sus filos de corte son rectos. Como ya sabemos, este tipo de materiales suelen presentar problemas con la evacuación de la viruta, siendo esta más larga cuanto menor sea la dureza del acero; por eso, cuando se presente este inconveniente se incrementará la velocidad de corte a la vez que se reducirá el avance. Brocas para fundiciones: la punta de este tipo de brocas presenta un chaflán en los extremos de los filos de corte. Su función es reforzar el propio filo y mejorar la calidad del agujero. En estos materiales se emplearán brocas de altas calidades y con una elevada resistencia al desgaste. Brocas para aluminio: la punta tiene forma adecuada para el desarrollo de un alto avance y mínima formación de rebabas. Estas brocas también son utilizadas en aleaciones de cobre. Una alternativa para la realización de agujeros en este tipo de materiales serían las brocas de diamante policristalino. Brocas para titanio y acero inoxidable: el filo de corte de este tipo de brocas tiene forma convexa y una conicidad mayor, de manera que facilita la formación de la viruta y mejora la calidad del agujero. Estos materiales suelen presentar los mismos problemas de formación de viruta que los aceros normales, por tanto, el procedimiento a seguir para evitar este inconveniente será el mismo. 233 Fig. 28 Aunque las brocas de acero rápido están en desuso, es interesante que conozcamos su ángulo de punta, ya que difiere de las que acabamos de estudiar. Así, podremos decir que el ángulo de punta normal y más empleado es de 118º, pero irá aumentando al incrementarse la dureza de los materiales a taladrar. En la siguiente tabla se muestran los valores asiduamente empleados para los distintos materiales. Material Valor del ángulo Aceros al carbono y para herramientas 118°-120° Aceros inoxidables 130° Fundiciones 118°-140° Latón 118° Aluminio 130° Evacuación de viruta Tanto la generación como la evacuación de la viruta son factores esenciales en el taladrado, ya que su control beneficiará tanto al proceso de taladrado como el acabado superficial del orificio ejecutado. Para saber que el mecanizado se está desarrollando correctamente podemos guiarnos tanto por el “ver” como por el “oír”; debemos observar que la viruta se va evacuando en todo momento de forma efectiva (fig. 29), produciendo un sonido estable y homogéneo; cuando este sonido presenta intermitencias suele ser debido a atascos de viruta, ya que estas son largas, dobladas y no presentan su curva característica. Las virutas que se están generando son largas y dobladas, no presentado su curvatura característica. Esto será un indicativo de que se está produciendo un atasco, lo que se traducirá en una superficie irregular y mal acabada del agujero (fig. 30). Fig. 29 Forma característica de viruta obtenida con broca helicoidal en acero dulce.. Fig. 30 Fluido de corte En las operaciones de taladrado, como en la mayoría de los trabajos de mecanizado, se deberán emplear fluidos de corte con el objetivo de refrigerar, lubricar y facilitar la evacuación de la viruta generada. Dependiendo del tipo de material a trabajar se elegirá el fluido de corte más aconsejado. 234 Consideraciones a tener en cuenta en el taladrado Existen una serie de particularidades que debemos conocer para desarrollar correctamente el taladrado. Seguidamente, estudiaremos alguna de ellas: Agujeros profundos Hablaremos de agujeros profundos cuando la longitud de taladrado se encuentre aproximadamente entre 8 y 15 veces el diámetro de la broca. Para realizarlos se aconseja pretaladrar un agujero guía hasta alcanzar una profundidad de agujero de aproximadamente 2 veces su diámetro. Esta operación inicial se realizará con una broca del mismo diámetro y perfil de fondo que la herramienta a emplear posteriormente. Después, se introducirá la broca larga en el agujero guía, realizando esta aproximación de forma lenta hasta que los labios empiecen a cortar viruta. Llegado este momento se emplearán los Fig.31 parámetros de corte recomendados (fig. 31). Como sabemos que la evacuación de viruta es muy importante, cuando se taladran agujeros, sobre todo si son profundos, existen dos procedimientos o métodos de interrupción para lograr que el mecanizado sea adecuado y no presente problemas. Uno de ellos consiste en hacer paradas periódicas, separando ligeramente la broca del fondo del agujero (fig. 32). La otra, más aconsejada, es retirar periódicamente la broca del agujero facilitando la evacuación correcta de las virutas (fig. 33). Fig. 32 Fig. 33 Fijación de piezas y particularidades a tener en cuenta Para una correcta operación de taladrado es aconsejable tener en cuenta una serie de consideraciones que se explican a continuación: 1. La pieza deberá de estar sujeta con firmeza para que no se pueda mover una vez que se haya empezado la operación de taladrado. Esta fijación es de suma importancia, tanto para la correcta ejecución del orificio como para la seguridad de la operación. Dependiendo de la pieza podrá realizarse directamente en una mordaza (fig. 34) o embridada sobre la mesa del taladro. Existen diversos sistemas o utillajes para el amarre rápido y seguro de las piezas a mecanizar. 2. El centro del agujero a realizar deberá coincidir con el centro de la broca. Para situarlo convenientemente podremos auxiliarnos de los posibles movimientos y articulaciones de la propia mesa del taladro (fig. 35), o incluso acoplar una mesa de coordenadas con posibilidad de graduar y controlar el movimiento respecto a unos ejes cartesianos (fig. 36). 235 Fig. 35 Fig. 34 3. En caso de que nos dispongamos a realizar un agujero pasante, habrá que tener en cuenta el desahogo que necesita la broca una vez finalizado el orificio; por ello es aconsejable colocar la pieza sobre unas paralelas o apoyos, de forma que quede sitio libre para que la broca tenga la salida necesaria y pueda terminar la ejecución del orificio. Si el plato de la mesa lleva un agujero central, se colocará la pieza de forma que la broca pueda salir por dicho orificio (fig. 37). Fig. 36 Mesa de coordenadas con sus posibles movimientos Fig. 37 Operación de taladrado Una vez que la pieza ha quedado bien fijada, se comenzará la operación de taladrado. Para realizarla de la manera más rápida y eficaz posible se seguirán los siguientes pasos: 1. En primer lugar, se seleccionará la velocidad y el avance más recomendados al tipo de material y de broca de los que se dispongan. Seremos conscientes de que la velocidad de corte, unida al material a taladrar, son factores esenciales en la operación de taladrado. Por ello, y al estar mal acostumbrados a emplear el término revoluciones, tendremos en cuenta que una broca pequeña podrá cortar a unas revoluciones considerables, pero cuando se incrementa el diámetro de la herramienta deberemos disminuir bastante las revoluciones, ya que de lo contrario la broca no cortaría, sino que se quemarían sus filos. Por ello, una vez determinada la velocidad de corte ideal para la herramienta, se calcularán las revoluciones a colocar en la máquina, en función del diámetro de la broca. 2. Si el agujero que se va a realizar es ciego, es decir, no atraviesa la totalidad de la pieza, se fijará en la broca un tope a la medida deseada que deberá tener el agujero una vez finalizado. 236 3. Granetear la entrada del orificio o pretaladrar con una broca de puntear son prácticas muy válidas para evitar que la broca baile, entre descentrada o patine en el inicio del agujero (fig. 38). 4. Poner en marcha la máquina, acercar la broca a la pieza, comprobar que está alineada con la entrada del orificio y finalmente comenzar el taladro. 5. La refrigeración se efectuará desde el principio de la operación y hasta el final, de manera continua y abundante, empleando el sistema más adecuado para cada caso. 6. Si la profundidad del agujero es muy grande, será conveniente realizarlo en varios intervalos con el fin de facilitar la salida de la viruta y la refrigeración de la punta de la broca. Si la viruta se atasca, se podría producir un desplazamiento lateral de la broca, afectando a la calidad de ejecución del agujero o llegando incluso a la rotura de la herramienta. 7. Una vez acabado el agujero, se parará la máquina, se retirará la broca, se quitará la pieza de sus fijaciones, y por último se limpiará el soporte o la mesa para las siguientes operaciones. 8. Que un agujero quede con unas tolerancias y unos acabados superficiales concretos es muy difícil de conseguir con una broca helicoidal. Para ello se utiliza una operación auxiliar denominada escariado. Fig. 39 Fig. 38 Si la broca no presenta ninguna marca que indique su diámetro, es aconsejable realizar la medición en su punta, donde se realiza el corte del material y donde puede presentar las plaquitas soldadas (fig. 39). Aunque normalmente el cuerpo tiene el mismo diámetro que su cabeza, es posible que, debido a su amarre, se haya podido desgastar o pueda presentar una dimensión inferior que nos pueda llevar a error. Problemas que se pueden dar durante el taladrado Durante el taladrado, al igual que en cualquier operación de mecanizado, pueden surgir ciertos problemas. Los más habituales son: o Rotura de la broca: esto se puede dar por diversidad de motivos. A continuación, se exponen los más frecuentes: - Si la broca talona es debido al desgaste de la herramienta, a que se ha afilado con un ángulo muy pequeño, a que el avance que se está utilizando es demasiado elevado o que el alma de la broca es demasiado gruesa. - Si los labios o filos de corte de la broca se desgastan en exceso, se debe a que el ángulo de incidencia es demasiado grande o a que el avance utilizado es muy elevado. - Si la broca se rompe transversalmente, la causa puede ser un elevado avance, excesivas vibraciones, que las ranuras de evacuación de viruta están atascadas, que la velocidad de corte es pequeña en relación al avance o que se ha producido un enfriamiento muy rápido durante la operación. - En el caso de que los filos de corte se emboten con rapidez o facilidad, puede deberse a una excesiva velocidad de corte, a la escasez de refrigerante o a que la pieza presente un endurecimiento puntual en una zona determinada. 237 - Si la broca se rompe longitudinalmente, se debe a un excesivo avance de la broca o un martilleo de la misma. o Mal acabado superficial del orificio: esto puede ser debido a muchos y diferentes factores, entre los que destacan: un mal afilado de la broca, la escasez de refrigerante, una relación inadecuada entre el avance y la velocidad de corte, o simplemente una mala fijación de la pieza. o Superficies irregulares: es muy frecuente que las superficies a taladrar no presenten una superficie totalmente plana; se intervendrá de manera distinta, dependiendo del tipo de superficie que presenten las diferentes piezas. Para solucionar este problema de forma que el taladro quede bien mecanizado se jugará con la relación entre el avance y la velocidad de corte. La taladradora radial Debemos también mencionar la taladradora radial, que es una máquina empleada en el taladrado de grandes piezas, ya que su estructura permite que el husillo principal de la máquina donde va colocada la broca pueda adoptar cualquier posición sin necesidad de mover la pieza (fig. 44). Está formada por una base y una columna sobre la cual va anclado un brazo que, gracias a un sistema hidráulico, puede girar con suavidad y facilidad. A su vez, sobre las guías que presenta este brazo, se desliza un cabezal que suele disponer de un motor para proporcionar el movimiento de rotación al husillo principal (fig. 45). Se podrá bloquear el brazo o el cabezal de forma independiente. Fig. 44 Fig. 45 Taladradora radial. Afilado de las brocas Cuando una broca se desgasta, la punta sufre un redondeo, pudiendo llegar a deteriorarse si se produce un elevado calentamiento. Para solucionar este problema es conveniente su afilado. Lo primero que debemos decir es que el afilado manual de las brocas no es sencillo, ya que requiere de práctica y habilidad. Por eso, hoy en día, cuando se deben afilar brocas de responsabilidad que requieran mecanizar a alto rendimiento y con unos parámetros controlados, el reafilado suele realizarse mediante un dispositivo automático especial. Cuando el afilado de la broca se realice manualmente nos ayudaremos de una electroafiladora. Por el contrario, para conseguir un correcto afilado de precisión y calidad emplearemos una máquina especial para el afilado de cuchillas. En ambos casos se utilizarán muelas adecuadas para la realización de estas operaciones. Operaciones para el afilado manual Ya sabemos que la capacidad de corte de una broca viene dada por el correcto afilado de la misma; suele presentar un ángulo de 140º cuando son de metal duro y 118º cuando están realizadas en HSS. Para conseguir este ángulo se apoyará la broca adecuadamente sobre la muela de la esmeriladora; cuando se haya afilado el labio, se levantará ligeramente la broca para generar el destalonamiento (fig. 40). Esta operación se repetirá con el otro filo. 238 Fig. 40 Afilado manual de una broca. Para que una broca quede afilada de forma correcta, se tendrá en cuenta que los dos filos de corte deben tener la misma longitud. Si uno de ellos es mayor que el otro, los orificios que se realizarán serán defectuosos debido a que sólo trabaja un único filo de corte. Para comprobar el ángulo de la punta de una broca se emplean las plantillas o calibres adecuados a cada caso (fig. 41). Fig. 41 Fig. 42 La máquina más utilizada para el afilado manual de las brocas u otras herramientas que puedan ser afiladas es la electroafiladora (fig. 42). Estas máquinas también se pueden utilizar para el desbaste o esmerilado de ciertas superficies en algunas piezas como, por ejemplo, el redondeo de los extremos de una varilla de un diámetro pequeño, la eliminación de rebabas… Las electroafiladoras están formadas por un motor eléctrico del que sale un eje por cada extremo; en ellos van dispuestas las muelas. Por norma general llevan dos, una de desbaste y la otra de acabado. Estas muelas deben estar provistas de unos soportes o apoyos, que suelen ser regulables, para obtener con facilidad los ángulos de corte en las diferentes herramientas y para ir ajustándolos a la muela a medida que esta se va desgastando; es realmente peligroso que exista una separación excesiva entre la muela y el soporte. Normalmente esta separación deberá ser de entre 1 y 2mm (fig. 43). Además, las muelas irán recubiertas casi en su totalidad por una protección de acero, dejando libre solo la parte estrictamente necesaria para la realización de los diferentes trabajos. Esta parte descubierta irá a su vez tapada por una pantalla de plástico móvil que sea fácilmente retirable (fig. 44). Por norma general, las electroafiladoras también suelen tener un pequeño recipiente con líquido refrigerante con el fin de enfriar la zona que se está trabajando y evitar así el calentamiento excesivo del material, que podría incluso producir un destemplado. Fig. 44 Fig. 43 239 Precauciones en el uso de una electroafiladora: cuando se utilice una máquina de este tipo debemos tener en cuenta una serie de consideraciones para realizar el trabajo con la máxima seguridad: - Usar siempre guantes adecuados y gafas de seguridad. Aunque la máquina tenga protecciones, es obligatorio el uso de gafas u otra protección similar para los ojos. - Estas máquinas llevarán incorporadas protecciones laterales para evitar la proyección de partículas en caso de rotura de la muela o del material que se está trabajando. - Elegir correctamente la muela, dependiendo del uso y el material que se le vaya a dar a la máquina. - Tener especial cuidado en desgastar la muela de forma uniforme a lo largo de todo su perfil. - Dejar la mínima separación entre el soporte y la muela, evitando que la pieza que se está trabajando se pueda colar entre esos dos elementos; esto podría ocasionar la rotura de la muela y causar una grave lesión al operario. - Antes de comenzar a trabajar, comprobar que la superficie de corte de la muela está en perfecto estado. Las muelas deben asimismo encontrarse debidamente fijadas y equilibradas. - Utilizar siempre una muela con dimensiones adecuadas a las de la máquina, ni inferiores ni superiores. - Emplear cada muela en la operación para la que ha sido diseñada y siguiendo las condiciones de corte indicadas por su fabricante. El escariado El escariado es una operación que sirve para dar un acabado superficial determinado y unas dimensiones adecuadas al interior de un agujero previamente taladrado. Cuando es necesario un agujero con unas tolerancias muy concretas se realiza previamente un taladro a una medida ligeramente inferior y, a continuación, se realiza una operación de escariado a la medida exacta. Diremos que el escariado es una operación intrínseca a la de taladrado. Las aplicaciones en las que se realizará un escariado son muy variadas, empleándolo desde la mecanización de un agujero aislado o en la calibración del agujero del cañón en armas de fuego. Concretando, se aplicará de forma general para lograr el posicionamiento de piezas entre sí que posteriormente deban acoplar (fig. 45) o también para obtener agujeros con precisiones elevadas en cuanto a centrado o posicionamiento (figs. 46 y 47). Fig. 47 Perno de articulación. Fig. 46 Fig. 45 Acoplamiento por pasador cónico. Pasador Cojinete Perno de articulación Pasador Eje La herramienta empleada para el escariado recibe, lógicamente, el nombre de escariador (fig. 48), y consta fundamentalmente de tres partes:  El cuerpo, sobre el que van tallados los dientes y cuyo extremo finaliza en un cono de corte que es la verdadera zona cortante del escariador.  El cuello, es la zona intermedia, donde habitualmente se marcan las características del escariador. Suele presentar un diámetro inferior a las otras dos partes.  El mango, sirve para sujetar el escariador y generar el mecanizado. Fig. 49 Escariador con detalle de sus filos cortantes. Fig. 48 Cuerpo Cuello Mango 240 Tipos de escariadores: los escariadores pueden ser manuales, de aplicación en máquina o especiales. Se diferencian en que los manuales tienen el extremo de su mango con forma cuadrada. Por el contrario, los de máquina lo tienen cónico o cilíndrico. Los escariadores suelen ser de acero rápido y, dependiendo de la forma de sus estrías, se pueden diferenciar entre: - Escariadores de estrías rectas: presenta los labios rectos, normalmente ocho o más; el dentado no es regular para evitar que los filos de los dientes copien los defectos y se logren así minimizar las vibraciones. - Escariadores de estrías helicoidales (fig. 49): son los más utilizados cuando se pretenden unos acabados muy finos con una precisión muy elevada, ya que generan suaves mecanizados disminuyendo las vibraciones; la única desventaja que presentan es su dificultad a la hora del afilado. También debemos mencionar los escariadores cónicos. Todas estas herramientas suelen tener una forma muy particular, ya que son ligeramente más estrechos en la punta con el fin de entrar mejor en los agujeros. Al igual que las brocas, los filos de corte son los que se encuentran en la punta. Los que están a lo largo de toda su longitud son únicamente para afinar el acabado del agujero y facilitar la extracción de la viruta hacia el exterior del mismo. Formas de realizar el escariado Existen dos formas de escariar un orificio. Podrá realizarse manualmente mediante un bandeador o mediante una máquina que gire la herramienta de forma automática, como puede ser una taladradora, una fresadora, un torno, una mandrinadora. Dependiendo de la máquina empleada, el avance también podrá ser automático. Si no se dispone de esa posibilidad, se realizará de forma sensitiva. Según lo comentado, con todas estas máquinas podremos desarrollar esta operación de escariado. Escariado a mano Para hacer girar un escariador se utiliza un portamachos igual que los empleados a la hora de roscar, ya que las dos operaciones tienen un gran parecido. En la realización de un correcto escariado de un orificio se seguirán una serie de pasos que se explican a continuación: 1. Se taladrará el agujero, previo al escariado, con un diámetro ligeramente menor al de la medida final necesaria. La diferencia entre la broca con la que se taladra y la medida final del agujero nunca podrá sobrepasar la medida de corte del escariador. 2. Se sujetará la pieza teniendo en cuenta que el agujero debe quedar completamente vertical. 3. Se coloca el escariador en el bandeador adecuado, se pone totalmente vertical encima del agujero y se ejerce una pequeña presión haciendo que el escariador penetre ligeramente en el agujero, observando que entra totalmente centrado en el orificio. 4. Se gira de forma suave y constante el escariador, comprobando que queda alineado perfectamente con el agujero. 5. Se ejerce presión de forma constante sobre el escariador para que vaya entrando con suavidad en el agujero. En este paso se tendrá en cuenta que el escariador debe profundizar como máximo una cuarta parte del diámetro del agujero. Si se observa que el escariador vibra, debemos retirarlo y proceder a su afilado. 6. Si es necesario, se usará aceite de corte como lubricante. 7. Una vez terminado el escariado, se retirará el escariador del agujero girándolo en el mismo sentido. Nunca se debe de girar en sentido contrario porque provocaría el deterioro del escariador. Este procedimiento implica una lentitud de trabajo y una fatiga del operario que lo hace poco práctico, por lo que, siempre que sea posible, se realizará el escariado con máquina. 241 Fig. 50 Escariador montado en taladradora. Escariado a máquina Evidentemente, este procedimiento ofrece muchas ventajas comparándolo con la operación manual, no solo por la rapidez del trabajo, sino por la uniformidad del movimiento y por las condiciones ideales de trabajo logra generar agujeros perfectamente cilíndricos, con mejor acabado superficial e incluso se podrán realizar ligeras correcciones de inclinación cuando se empleen escariadores rígidos (fig. 50). Se tendrá especial cuidado en los avances si los escariadores son cónicos, ya que son más delicados y se agarrotan con mucha facilidad. Seguridad en el taladrado Siempre se utilizarán gafas de seguridad para evitar el impacto de virutas en los ojos. Se llevará ropa de trabajo ajustada, no se debe llevar anillos, relojes, pulseras, colgantes… y si se tiene el pelo largo, se recogerá para evitar atrapamientos. Se usarán guantes de goma fina y antes de comenzar a taladrar hay que comprobar que la mesa está bloqueada y la pieza está correctamente fija en el dispositivo de sujeción; nunca se sujetará la pieza con la mano para realizar la operación. Por último, debe mantenerse el lugar de trabajo ordenado y limpio. 242