Tipos de procesos de mecanizado convencionales y no convencionales

Hay varias formas o técnicas de mecanizado que se clasifican en convencionales y no convencionales. La producción o fabricación se puede definir simplemente como procesos de valor añadido en los que las materias primas de baja utilidad y valor se convierten en productos de alta utilidad y valor con dimensiones, formas y acabados definidos que imparten cierta capacidad funcional debido a las propiedades inadecuadas del material y al tamaño pobre o irregular. forma y acabado.

En este artículo, conocerá los tipos de procesos de mecanizado convencionales y no convencionales y sus operaciones.

Tipos de procesos de mecanizado

Los procesos de mecanizado se clasifican en dos; procesos de mecanizado convencionales y no convencionales.

Mecanizado convencional:

Un proceso de mecanizado convencional es aquel en el que el mecanizado se realiza de forma tradicional, es decir, sin utilizar ningún método sofisticado. Como resultado, este método de mecanizado también se conoce como mecanizado tradicional. En esta técnica de mecanizado se emplean herramientas de corte de punta afilada, como la herramienta cónica en la máquina de torno para cónico. Los siguientes son los tipos de procesos de mecanizado convencionales:

Torneadora

La máquina de torneado de metal horizontal, a menudo conocida como torno de motor, es la más importante de todas las máquinas herramienta. Muchos de sus principios mecánicos básicos se incluyen en el diseño de otras máquinas herramienta, lo que la convierte en la madre de todas las demás máquinas herramienta. El torno de motor es una máquina herramienta simple que se puede utilizar para una variedad de operaciones que incluyen torneado, refrentado y taladrado. Gira y perfora con una herramienta de corte de un solo punto. Los procedimientos de torneado incluyen el torneado de formas cilíndricas rectas o cónicas, ranuras, hombros y roscas de tornillos, así como el revestimiento de superficies planas en los extremos de piezas cilíndricas, e implican el corte de metal adicional del diámetro exterior de una pieza de trabajo en forma de virutas. Las operaciones de mecanizado de orificios más comunes, como taladrado, mandrinado, escariado, avellanado, avellanado y roscado con una herramienta de un solo punto o macho, se incluyen en las operaciones cilíndricas internas.

Máquinas rectificadoras

Las máquinas rectificadoras utilizan una rueda abrasiva giratoria, también conocida como rueda abrasiva o cinta abrasiva, para eliminar las virutas microscópicas de las piezas metálicas. La más precisa de todas las técnicas básicas de mecanizado es el rectificado. Los artículos duros o blandos se muelen con tolerancias de más o menos 0,0001 pulgadas utilizando máquinas de moler modernas (0,0025 milímetros). (1) cilíndricas simples, (2) cilíndricas internas, (3) sin centro, (4) de superficie, (5) manuales, (6) especiales y (7) rectificadoras de banda abrasiva son algunos de los tipos más frecuentes. de rectificadoras.

Moldeadores y cepillos

Las herramientas de un solo punto se utilizan para mecanizar superficies planas, ranuras, hombros, ranuras en T y superficies angulares durante las operaciones de conformado y planificación. Los moldeadores más grandes pueden procesar componentes de hasta 36 pulgadas de largo y tienen una carrera de corte de 36 pulgadas. La herramienta de corte del perfilador oscila, cortando en el recorrido de avance y alimentando automáticamente la pieza de trabajo hacia la herramienta en el recorrido de retorno. Las máquinas de planificación son similares a los moldeadores; sin embargo, pueden manejar piezas de trabajo más largas. Algunos planificadores pueden cortar piezas de hasta 50 pies. La pieza de trabajo se mantiene en su lugar mediante una mesa recíproca que la mueve debajo de una herramienta de corte. Después de cada carrera de corte, esta herramienta, que permanece estacionaria durante la carrera de corte, se introduce automáticamente en la pieza de trabajo.

Fresadoras

En estos tipos de procesos de mecanizado, la pieza de trabajo se alimenta contra una herramienta de corte giratoria llamada fresa en una máquina fresadora, que corta metal. Para una amplia gama de operaciones de fresado, se ofrecen cortadores de varias formas y tamaños. Las superficies planas, las ranuras, los hombros, las superficies inclinadas, las colas de milano y las ranuras en T se cortan con fresadoras. Para cortar formas cóncavas y ranuras convexas, redondear esquinas y cortar dientes de engranajes, se utilizan varios cortadores de dientes de forma. Las fresadoras vienen en una variedad de estilos, que se pueden clasificar de la siguiente manera:(1) máquinas estándar de rodilla y columna, incluidas las versiones horizontales y verticales; (2) máquinas de fabricación o de bancada; y (3) fresadoras especiales.

Perforadoras

Las máquinas perforadoras, también conocidas como taladradoras, usan un taladro helicoidal para hacer agujeros en el metal. También emplean una gama de otras herramientas de corte para realizar operaciones básicas de mecanizado de orificios, como escariado, mandrinado, avellanado, avellanado y roscado de roscas internas con un accesorio de roscado.

Prensas

Cortar, troquelar, moldear, estirar, doblar, forjar, acuñar, trastornar, rebordear, apretar y martillar son algunas de las operaciones que se utilizan para fabricar piezas metálicas. Todas estas operaciones requieren prensas que tengan un pistón móvil que pueda presionarse contra un yunque o una base. Se pueden usar sistemas de gravedad, conexiones mecánicas, hidráulicas o neumáticas para accionar el ariete móvil.

Mecanizados no convencionales:

Los procesos de mecanizado tradicionales se basan en la idea de que la herramienta es más resistente que la pieza de trabajo. Sin embargo, algunos materiales son demasiado duros o quebradizos para mecanizarlos mediante procesos tradicionales. El uso de aleaciones extremadamente duras a base de níquel y titanio en los motores de aviación, por ejemplo, ha despertado el interés en las técnicas de mecanizado no tradicionales, en particular los "métodos eléctricos". A continuación se muestran los distintos tipos de técnicas de mecanizado no convencionales:

Mecanizado por haz de electrones (EBM)

En cualquier material, el proceso EBM se utiliza para cortar agujeros y ranuras finas. Un haz de electrones de alta velocidad se enfoca en una pieza de trabajo en una cámara de vacío. Cuando los electrones chocan con una pieza de trabajo, su energía cinética se convierte en calor, que vaporiza pequeñas porciones del material. Debido a las colisiones con las moléculas de gas, los electrones no se dispersan en el vacío. EBM puede cortar orificios tan pequeños como 0,001 pulgadas (0,025 mm) de diámetro o ranuras tan estrechas como 0,001 pulgadas en materiales con un espesor de hasta 0,250 pulgadas (6,25 milímetros). En el sector de los semiconductores, EBM también se emplea como alternativa a los métodos de producción de óptica ligera.

Mecanizado por descarga eléctrica (EDM)

EDM es el proceso de desintegración de materiales eléctricamente conductores, como acero endurecido o carburo, al dirigir descargas de chispas eléctricas de alta frecuencia desde una herramienta de grafito o metal blando, que sirve como electrodo. El electrodo y la pieza de trabajo se sumergen en un líquido dieléctrico y un mecanismo de alimentación mantiene un espacio de chispa entre el electrodo y la pieza de trabajo de 0,0005 a 0,020 pulgadas (0,013 a 0,5 milímetros). Las partículas se eliminan a medida que las descargas de chispas derriten o evaporan pequeñas partículas de la pieza de trabajo y el electrodo avanza. El procedimiento se utiliza para mecanizar matrices, moldes, agujeros, ranuras y cavidades de prácticamente cualquier forma. Es preciso pero lento.

Mecanizado electroquímico (ECM)

ECM replica la galvanoplastia a la inversa. En este proceso, el metal se disuelve a partir de una pieza de trabajo con corriente continua a un ritmo controlado en una celda electrolítica. La pieza de trabajo sirve como ánodo y está separada de la herramienta, que funciona como cátodo, por un espacio de 0,001 a 0,030 pulgadas (0,025 a 0,75 milímetros). El electrolito, que suele ser una solución salina acuosa, se vierte a través del espacio entre electrodos bajo presión, eliminando el metal disuelto de la pieza de trabajo. La pieza de trabajo del ánodo se mecaniza en una forma complementaria a medida que un electrodo se desplaza más cerca del otro para mantener una separación constante. La falta de desgaste de la herramienta y la capacidad de procesar una pieza de trabajo más dura con una herramienta de cátodo más suave son dos ventajas de ECM. El ECM se utiliza en las industrias de motores aeronáuticos y automóviles para desbarbar, taladrar agujeros pequeños y mecanizar álabes de turbina excepcionalmente duros, entre otras cosas.

Mecanizado por haz de iones (IBM)

Una corriente de átomos cargados (iones) de gas inerte, como el argón, es acelerada por altas energías en el vacío y dirigida a una pieza de trabajo sólida en IBM. Al entregar energía e impulso a los átomos en la superficie del artículo, el rayo elimina los átomos de la pieza de trabajo. Cuando un átomo choca con un grupo de átomos en una pieza de trabajo, se desprenden entre 0,1 y 10 átomos del material de la pieza de trabajo. IBM se utiliza en la industria de los semiconductores y en la producción de lentes asféricas porque permite el mecanizado preciso de casi cualquier material. Texturizar superficies para mejorar la adhesión, producir superficies atómicamente limpias en dispositivos como espejos láser y alterar el grosor de capas delgadas son ejemplos de cómo se emplea la tecnología.

Mecanizado láser (LM)

LM es una técnica para cortar metales o materiales refractarios que consiste en fundir y vaporizar el material con un haz láser intenso. La perforación con láser se utiliza para cortar orificios microscópicos (0,005 a 0,05 pulgadas [0,13 a 1,3 milímetros]) en materiales que son demasiado duros para procesar con métodos estándar, a pesar de que consume mucha energía porque la sustancia debe fundirse y vaporizado para ser eliminado. La perforación con láser de diamantes para ser utilizados como troqueles para estirar alambre es una aplicación popular. La perforación y el corte de cerámicas y sustratos para circuitos integrados también se realizan con láser, y la industria aeroespacial emplea láseres controlados por CNC para cortar perfiles y taladrar orificios en las piezas del motor.

Mecanizado por arco de plasma (PAM)

PAM es una técnica de soplete de arco de plasma o arco de gas inerte de tungsteno para cortar metal. La antorcha dispara un chorro de alta velocidad de gas ionizado (plasma) de alta temperatura que atraviesa la pieza de trabajo derritiendo y desplazando el material. La zona de plasma puede alcanzar temperaturas de 20 000 °F a 50 000 °F (11 000 °C a 28 000 °C). La mayoría de los metales, incluidos aquellos que no se pueden cortar con éxito con un soplete de oxiacetileno, se pueden cortar con este método. La técnica PAM se ha utilizado para cortar aleaciones de aluminio de hasta 15 centímetros (seis pulgadas) de espesor y acero inoxidable de hasta 10 centímetros (cuatro pulgadas) de espesor utilizando sopletes de alta resistencia. El corte de perfiles de placa plana, el corte de ranuras de acero inoxidable y el torneado masivo de acero endurecido en tornos son todas aplicaciones para este procedimiento.

Otros métodos de proceso de mecanizado no convencionales incluyen:

Mecanizado ultrasónico (USM)

En USM, el material se elimina de una pieza de trabajo mediante la vibración de partículas abrasivas en una suspensión de agua que circula a través de un espacio reducido entre una herramienta vibratoria y la pieza de trabajo a alta frecuencia. La herramienta, que tiene la forma de la cavidad a crear, oscila entre 19 000 y 40 000 hercios con una amplitud de alrededor de 0,0005 a 0,0025 pulgadas (0,013 a 0,062 milímetros) (ciclos por segundo). La herramienta elimina material al hacer vibrar los granos abrasivos contra la superficie de la pieza de trabajo. El mecanizado ultrasónico generalmente se usa para cortar materiales duros y quebradizos que pueden o no ser conductores o aislantes eléctricos.

El corte de materiales semiconductores (como el germanio), el grabado, la perforación de orificios finos en vidrio y el mecanizado de cerámica y piedras preciosas son aplicaciones frecuentes de USM. El taladrado helicoidal ultrasónico es una versión modificada del procedimiento en el que una herramienta ultrasónica se gira contra una pieza de trabajo sin necesidad de una lechada abrasiva. Este tipo de USM tiene orificios perforados de hasta 80 micrómetros.

Mecanizado químico (CHM)

Mediante el uso de una acción química controlada, esta técnica no eléctrica elimina el metal de lugares específicos o generales. Para proteger los lugares que no necesitan ser removidos, se puede utilizar cinta adhesiva. El procedimiento es similar al que se utiliza para crear placas de impresión y grabado de metal. El corte químico, que se usa para cortar piezas en blanco de componentes metálicos delgados, y el fresado químico, que se usa para eliminar metal de secciones seleccionadas o generales de piezas metálicas, son dos tipos de técnicas de mecanizado químico.

Mecanizado fotoquímico (PCM)

PCM es una rama de CHM que emplea una combinación de técnicas de grabado químico y fotográfico para crear componentes y dispositivos en una variedad de metales, particularmente acero inoxidable.

Mecanizado por chorro de agua

Se lanza agua a través de pequeñas boquillas a presiones extremadamente altas para cortar materiales como polímeros, mampostería y papel en el proceso de mecanizado por chorro de agua. El mecanizado por chorro de agua tiene varias ventajas sobre otros métodos:no produce calor, la pieza de trabajo no se distorsiona durante el mecanizado, el proceso puede comenzar en cualquier parte de la pieza de trabajo, no se requiere preparación previa al mecanizado y el procedimiento produce rebabas mínimas. Para mejorar el ritmo de remoción de material, ocasionalmente se agrega un abrasivo al agua, especialmente en las operaciones de acabado. Al utilizar este enfoque, el negocio en alta mar utiliza agua salada como fluido de trabajo.

Eso es todo por este artículo donde se discuten los diversos tipos de procesos de mecanizado convencionales y no convencionales. Espero que obtenga mucho de la lectura, si es así, comparta amablemente con otros estudiantes. Gracias por leer, ¡nos vemos!