Talleres de Mecanizado de Precisión: Dominando el Rectificado para Acabados Metálicos Superiores

El rectificado es un proceso de mecanizado que utiliza superficies abrasivas para remover material de piezas de trabajo metálicas. En la superficie (juego de palabras intencionado), el rectificado puede parecer diferente a otros procesos de mecanizado, pero aún funciona mediante formación y remoción de viruta, al igual que el aserrado, fresado, brochado y la mayoría de las demás técnicas. El rectificado puede producir superficies que cumplen tolerancias rugosas o extremadamente cerradas. Debido a su versatilidad, el rectificado se utiliza para la simple eliminación de canales de alimentación en fundiciones, así como para procesos avanzados de acabado como pulido y afilado.

Cómo Funciona el Rectificado

Desde un punto de vista físico, la mayoría de los procesos de mecanizado remueven metal mediante compresión y cizallamiento: un punto de corte comprime el material de la pieza hasta que se rompe (cizalla) en forma de viruta. Cuando una sierra cizalla una viruta, los dientes de la hoja la alejan de la pieza. De manera similar, los puntos afilados en muelas o cintas abrasivas cizallan virutas, que son luego alejadas de la pieza en las cavidades de la muela. La diferencia principal del rectificado es que, en lugar de usar herramientas de corte metálicas, utiliza materiales abrasivos que proveen los puntos afilados necesarios para cizallar virutas metálicas.

Herramientas Utilizadas para el Rectificado

El rectificado puede realizarse utilizando una muela abrasiva o una cinta abrasiva. La composición de una muela depende de su aplicación, pero la mayoría se forman combinando materiales abrasivos con agentes aglutinantes y moldeando la mezcla en forma de rueda.

Los agentes aglutinantes pueden ser cerámicos, en cuyo caso las ruedas se cuecen en un horno para endurecerse después de formarse. También se usan aglutinantes a base de plástico o caucho si se desea una muela más flexible. Las ruedas de alto pulido pueden formarse usando granos abrasivos finos y goma laca a altas temperaturas. Para formar las muelas más resistentes, llamadas superabrasivos, los fabricantes recubren ruedas metálicas con granos extremadamente duros como diamante o nitruro de boro cúbico (CBN) mediante un proceso llamado electroplatación.

Estructura es un término que se refiere al espaciado de las partículas abrasivas en una superficie. Las superficies de rectificado con estructura de baja densidad, o estructura abierta, tienen cavidades de viruta más grandes y por lo tanto pueden remover material más rápidamente. Sin embargo, los abrasivos de estructura abierta no proporcionan el mismo acabado superficial liso que los más densos. Grado se refiere a la fuerza de los enlaces que mantienen unidas las partículas abrasivas en una muela.

En el rectificado con cinta, los materiales abrasivos se fijan a un respaldo flexible y se cortan en cintas. El rectificado con cinta puede usarse para diferentes aplicaciones, pero funciona bajo los mismos principios que el rectificado con muela.

Más allá de rectificadoras de cinta y muela, las máquinas de rectificar pueden adoptar varias configuraciones. Todas las rectificadoras deben poder girar la muela a altas velocidades, o girar las ruedas que transportan las cintas abrasivas, y deben ofrecer soporte para sostener la pieza de trabajo. El rectificado en bruto a menudo se realiza sosteniendo la pieza a mano, pero las operaciones precisas requieren un aparato más sofisticado.

Tipos de Rectificado

Aunque el rectificado se utiliza generalmente como proceso de acabado para remover pequeñas cantidades de material con un alto grado de precisión, se han desarrollado ciertas técnicas de rectificado que rivalizan con el fresado en su capacidad para remover material rápidamente. Algunos tipos de rectificado en uso hoy incluyen:

• Desbaste (Snagging): proceso rugoso usando ruedas de estructura abierta, a menudo usado para remover canales de alimentación, alimentadores y puntos rugosos de fundiciones. El desbaste se usa cuando la precisión no es prioritaria.
• Rectificado de avance lento (Creep-feed grinding): tipo de rectificado que remueve material rápidamente, a una tasa comparable al fresado. Las versiones modernas requieren acondicionamiento (dressing) constante de la muela (explicado abajo).
• Rectificado cilíndrico: proceso usado para rectificar superficies y contornos cilíndricos de una pieza. El rectificado cilíndrico es capaz de acabar piezas dentro de tolerancias extremadamente cerradas.

Mantenimiento de las Muela Abrasivas

Las muelas abrasivas se consideran consumibles porque se desgastan durante el uso regular y eventualmente deben reemplazarse. Basándose en la composición de la muela y la aplicación, los operadores pueden predecir qué tan rápido se desgastará una muela. En operaciones de rectificado automatizadas, las tasas de desgaste deben incorporarse en los movimientos de la máquina para que cada pieza se rectifique consistentemente incluso mientras la superficie de rectificado cambia de forma.

El desgaste de la muela es en realidad una parte necesaria del proceso, porque permite que los granos viejos y desafilados se desprendan de la rueda y revelen granos frescos y afilados. A menudo, sin embargo, los granos desafilados no logran abandonar la rueda y las virutas se alojan en las cavidades. Cuando esto ocurre, la rueda debe ser acondicionada (dressed) para fracturar los granos desafilados y permitir que las virutas caigan de la rueda. El acondicionamiento implica colocar una herramienta especializada contra la muela que expulsa los granos viejos del compuesto.

El centrado (truing) es otro problema que puede propagarse durante las operaciones normales de rectificado. Las muelas que están fuera de centro están desequilibradas, ya sea por rectificado desigual o por virutas que obstruyen las cavidades de manera desigual. En muchos casos, el acondicionamiento puede resolver ambos problemas.

Dado que los accidentes de rectificado a menudo son causados por muelas desequilibradas que pueden romper máquinas e incluso lesionar operadores, el centrado y acondicionamiento regulares son extremadamente importantes. Para facilitar y automatizar el proceso, las rectificadoras CNC modernas incluyen acondicionadores automáticos integrados en el sistema.

Cuándo se Utiliza el Rectificado

El proceso de rectificado es extremadamente versátil, y casi cualquier tamaño y forma de pieza puede acabarse en equipos de rectificado modernos. Sin embargo, el rectificado generalmente no es tan eficiente para remover material como otros procesos de mecanizado, por lo que a menudo se reserva para los pasos finales de fabricación. Dos excepciones son el rectificado de avance lento con acondicionamiento continuo (CDCF) y el rectificado de corte (cut-off grinding). El rectificado de corte imita al aserrado, pero usa una hoja abrasiva en lugar de una dentada.

El aserrado y el rectificado a menudo se usan juntos para la eliminación de canales de alimentación en piezas fundidas. Una vez que una fundición se solidifica, el operador corta el sistema de alimentación con una sierra. Luego rectifica el material residual en la fundición para crear una superficie lisa. El rectificado de canales se realiza generalmente con muelas de estructura abierta para permitir la remoción rápida de material, y es seguido por rectificado adicional con grano más fino para mejorar el acabado superficial.

El rectificado también se usa comúnmente en la producción de herramientas de máquina. El acero para herramientas es muy duro y a menudo no puede ser cortado por otras herramientas de máquina no abrasivas. Los superabrasivos pueden usarse para formar, afilar y renovar herramientas hechas de casi cualquier material, incluyendo carburo.

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• Introducción
• Fresado
• Torneado
• Mandrinado
• Taladrado
• Aserrado
• Brochado
• Rectificado

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