Dominando el Rectificado de Precisión en Superficies: Principios Clave y Aplicaciones

¿Cómo el proceso de rectificado de superficies logra paralelismo y escuadra?

En su forma más básica, el rectificado de precisión en superficies se usa para lograr dos cosas: hacer formas cúbicas de metal cuadradas y paralelas. Utilizado para muchas aplicaciones, pero típicamente fijadores, moldes y matrices, los servicios de rectificado de superficies parecen simples a primera vista.

Pero mire más profundo y encontrará que hay más en dominar el rectificado de superficies de lo que parece.

Aplicaciones para el Rectificado de Precisión en Superficies

Para piezas cúbicas rectangulares o cuadradas de seis lados, el rectificado de precisión en superficies le permite hacer cada lado cuadrado y paralelo a sí mismo o a una superficie de referencia. Estos bloques cuadrados o rectangulares usualmente se sujetan en su lugar en la mesa de rectificado por imanes, para que tenga una superficie plana contra otra superficie plana.

Desde esa base crítica, el rectificado de superficies puede ser invaluable para aplicaciones como fabricación de matrices. La precisión posicional requerida por matrices usadas en extrusión y moldeo por inyección significa que las matrices deben ser cuadradas al exterior del centro, y es aquí donde el rectificado de precisión en superficies entrega.

Simplemente no puede fresar un bloque de metal tan cuadrado y precisamente como puede rectificarlo en superficies —por no mencionar, la superficie fresada nunca igualará el acabado rectificado para un valor Ra suave y bajo.

Los servicios de rectificado de superficies también pueden usarse en varillas, aunque no para hacer el diámetro exterior de una varilla redondo; para esa tarea, se usa el rectificado OD (también conocido como rectificado cilíndrico). Sin embargo, el rectificado de superficies puede hacer los dos extremos de una varilla perfectamente perpendiculares al diámetro exterior.

Aquí, se usan bloques en V para posicionar varillas para rectificado. Una varilla redonda se coloca en la cavidad en forma de V, y una abrazadera sujeta la varilla verticalmente en su lugar. Desde allí, el rectificado de precisión en superficies puede usarse para rectificar la parte superior de la varilla a una dimensión que es perfectamente cuadrada al diámetro exterior.

Varios Tamaños de Máquinas de Rectificado de Superficies

El concepto de rectificado de superficies es el mismo sin importar el tamaño de la pieza a rectificar. Sin embargo, como con muchas herramientas de máquina, el tamaño de una máquina de rectificado de superficies puede variar desde pequeña hasta muy, muy grande.

En Metal Cutting Corporation, nuestra experiencia está en el extremo pequeño del espectro, con máquinas de rectificado de precisión en superficies optimizadas para las tolerancias más ajustadas y en las mesas más pequeñas, apropiadas para las piezas muy pequeñas que producimos.

A medida que los rectificadores de superficies crecen en tamaño, hay compromisos para las tolerancias. Sin embargo, donde tiene una pieza muy grande, es mejor servida por las capacidades de rectificadores de superficies en el extremo grande del espectro.

En el extremo más grande está el rectificador Blanchard, una tecnología más antigua que se considera rectificado de superficies aunque su disco rotativo resulta en un patrón de acabado superficial muy diferente.

Removiendo Material en Incrementos

Aunque hay herramientas de rectificado de superficies manuales, una característica crítica de los servicios de rectificado de superficies es la remoción precisa y repetitiva de pequeños incrementos de material por máquina. Aquí, cuanto menos remueva, mejor el acabado superficial y mejor la precisión dimensional.

No es aconsejable remover mucho espesor de material en un solo pase, porque producirá un mal acabado superficial. Además, aplicar ese tipo de estrés tanto en el metal como en la máquina puede resultar en mala precisión posicional y posible fractura de la pieza de trabajo.

Más bien, es mucho mejor hacer muchos, muchos pases repetitivos, con cada uno removiendo ligeramente más material.

Eso hace que ver rectificadores automáticos de superficies sea como ver una coreografía perfecta, movimiento lateral de repetición rápida donde cada intervalo se mueve imperceptiblemente solo un poco más bajo en la pieza metálica, removiendo una cantidad notablemente pequeña de material con cada pase. Las máquinas realizan su tarea sin nada de la vibración y ruido que acompaña la remoción de metal por torneado.

Hay una excepción a esta remoción incremental de material, en la forma de rectificado por arrastre (creep-feed grinding) —un método de rectificado de precisión en superficies originalmente diseñado para remover una gran cantidad de material en un solo pase.

Sin embargo, se descubrió rápidamente que el movimiento reciprocante rápido típicamente usado con rectificado de superficies no era adecuado; por tanto, las máquinas de rectificado por arrastre fueron diseñadas con una velocidad de avance muy lenta.

Intrigantemente, en Metal Cutting aún tenemos algunos de los viejos rectificadores automáticos por arrastre que ahora están fuera de producción. Así que podemos usar técnicas de arrastre a menor escala para mejorar el acabado superficial, incluso cuando las tasas de remoción de material no son el foco principal.

Los X-Y-Z del Rectificado de Precisión en Superficies

Los estándares usuales para servicios de rectificado de superficies son también los principios de movimiento que impulsan la mesa de rectificado, con una diferencia —la acción del eje X horizontal que proporciona las repeticiones lado a lado y la acción de rectificado del eje Z que proporciona los pases de ida y vuelta. Las máquinas sofisticadas de rectificado de precisión en superficies tienen eje Z automático, permitiendo que los incrementos más diminutos se apliquen a la pieza de trabajo con cada repetición del eje X.

Sí, leyó bien —en el mundo del rectificado de superficies, la dirección vertical es el eje Z, mientras que en fresado eso se llama el eje Y.

Y luego está el eje Y. En máquinas de rectificado de precisión en superficies, típicamente las ruedas no son tan anchas como las de rectificado OD o sin centros. El beneficio del movimiento del eje Y es que permite que una rueda de 1" de espesor rectifique con precisión una superficie que es más de 1" de ancha.

De hecho, las piezas de trabajo pueden ser muchos múltiplos más anchas que la rueda de rectificado. Con cada repetición del eje X, el eje Y se mueve siempre ligeramente para producir la superficie plana especificada. A través de los muchos tamaños diferentes de rectificadores de superficies, los mismos principios X-Y-Z aplican.

Variables que Impulsan los Resultados de Acabado Superficial

Aunque los principios del rectificado de precisión en superficies parecen simples, la práctica del rectificado de superficies requiere años de experiencia porque hay muchas variaciones sutiles.

Como con todos los mecanizadores hábiles y productivos, los expertos en rectificado de superficies necesitan entender no solo el comportamiento de diferentes metales, sino también ciertas variables que impulsan los acabados superficiales que las máquinas de rectificado de precisión producirán.

Avances y velocidades

En el caso del rectificado de precisión en superficies, avance se refiere a la tasa de los tres ejes. Discutiblemente, el avance es el factor decisivo principal para lograr el acabado superficial deseado.

Velocidad se refiere a las RPM de la rueda, aunque interesantemente, las RPM de la rueda usualmente son constantes en rectificado de superficies. Esto es porque aunque una rueda de rectificado sí se gasta —un factor que normalmente pensaría requiere ajuste de velocidad de rueda para mantener un rectificado consistente— lo hace imperceptiblemente en relación al diámetro de la rueda.

Selección de rueda

En servicios de rectificado de superficies, las oportunidades para elegir la rueda perfecta son tan amplias como la selección y variedad de ruedas disponibles. Sin embargo, la experiencia viene en conocer el número limitado de ruedas óptimas para cada uno de los muchos tipos diferentes de metal que comprenden la pieza de trabajo.

Con el propósito de remover material, las ruedas van desde óxido de aluminio y carburo de silicio hasta diamante y CBN, dependiendo de la dureza del metal que se está rectificando y removiendo. Hay otras ruedas especializadas hechas de materiales como corcho, pero se usan más para brunido y pulido que para remoción de material.

Refrigerantes

Similarmente, a través de años de experimentación y práctica comercial, hay solo unos pocos refrigerantes deseables. Sin embargo, como con todos los demás procesos de mecanizado, la forma en que el refrigerante se introduce al proceso de rectificado de precisión en superficies sigue siendo un método importante para hacerlo bien.

Experiencia Especializada en Servicios de Rectificado de Superficies y Más

Como muchas disciplinas profesionales hoy en día, el mundo de los servicios de rectificado de superficies tiene muchas subespecialidades, requiriendo experiencia especializada. Por ejemplo, más allá de las tareas simples de trabajar una forma cúbica o los extremos de una pieza formada, hay muchas permutaciones que pueden lograrse a través del uso hábil de diferentes accesorios.

También hay muchas técnicas y capacidades impulsadas por CNC que aplican a la robusta máquina estándar de rectificado de superficies. Estas máquinas pueden ser equipadas para hacer formas, esquinas, chaflanes, o incluso corte, y radios completamente redondeados son posibles. Cuando se desean formas específicas, los métodos se conocen como rectificado por penetración, rectificado de forma, rectificado por inmersión y/o rectificado de perfil.

Eso significa que para hacer piezas metálicas pequeñas de tolerancia ajustada en muchas formas diferentes, los expertos en rectificado de superficies necesitan ser hábiles en muchas otras disciplinas más allá del simple rectificado de cubos y cilindros.

Para consejos sobre cómo crear especificaciones que le den los resultados que busca —con rectificado de precisión en superficies así como otros métodos de mecanizado— consulte nuestras FAQs sobre Cómo Ajustar su Solicitud de Cotización a su Máxima Ventaja.