El mecanizado es un proceso que se utiliza para fabricar muchos productos metálicos, pero también se puede utilizar en materiales como madera, plástico, cerámica y compuestos. El mecanizado CNC abarca muchos procesos diferentes como fresado, torneado, torneado, taladrado, bruñido, rectificado...etc.
El mecanizado es un proceso en el que un material (a menudo metal) se corta en la forma y el tamaño finales deseados mediante un proceso de eliminación de material-controlado. Los procesos que tienen este tema común, la eliminación controlada de material, se conocen hoy colectivamente como fabricación sustractiva, a diferencia de los procesos de adición controlada de material, que se conocen como fabricación aditiva. Lo que implica exactamente la parte "controlada" de la definición puede variar, pero casi siempre implica el uso de máquinas herramienta (además de herramientas eléctricas y manuales).
El mecanizado forma parte de la fabricación de muchos productos metálicos, pero también se puede utilizar en materiales como madera, plástico, cerámica y compuestos. Una persona que se especializa en mecanizado se llama maquinista. Una sala, edificio o empresa donde se realiza el mecanizado se llama taller de mecanizado. Gran parte del mecanizado moderno se lleva a cabo mediante control numérico por computadora (CNC), en el que se utilizan computadoras para controlar el movimiento y el funcionamiento de fresadoras, tornos y otras máquinas de corte. Esto aumenta la eficiencia, ya que la máquina CNC funciona sin personal, lo que reduce los costos de mano de obra para los talleres mecánicos.
El significado preciso del término mecanizado ha evolucionado durante el último siglo y medio a medida que avanzaba la tecnología. En el siglo XVIII, la palabra maquinista simplemente significaba una persona que construía o reparaba máquinas. El trabajo de esta persona se realizaba principalmente a mano, utilizando procesos como el tallado de madera y el -forjado y limado a mano-de metal. En aquel momento, los constructores de fábricas y constructores de nuevos tipos de motores (es decir, más o menos, máquinas de cualquier tipo), como James Watt o John Wilkinson, encajarían en la definición. El sustantivo máquina herramienta y el verbo mecanizar (mecanizado, mecanizar) aún no existían.
Hacia mediados del siglo XIX, estas últimas palabras se acuñaron a medida que los conceptos que describían evolucionaban hacia una existencia generalizada. Por lo tanto, durante la Era de las Máquinas, el mecanizado se refería a (lo que hoy podríamos llamar) los procesos de mecanizado "tradicionales", como tornear, taladrar, taladrar, fresar, brochar, aserrar, dar forma, cepillar, escariar y roscar. En estos procesos de mecanizado "tradicionales" o "convencionales", se utilizan máquinas herramienta, tales como tornos, fresadoras, taladradoras u otras, con una herramienta de corte afilada para eliminar material y lograr una geometría deseada.
Desde la llegada de nuevas tecnologías en la era posterior a la Segunda Guerra Mundial, como el mecanizado por descarga eléctrica, el mecanizado electroquímico, el mecanizado por haz de electrones, el mecanizado fotoquímico y el mecanizado ultrasónico, el retrónimo "mecanizado convencional" se puede utilizar para diferenciar esas tecnologías clásicas de las más nuevas. En el uso actual, el término "mecanizado" sin calificación normalmente implica los procesos de mecanizado tradicionales.
En las décadas de 2000 y 2010, a medida que la fabricación aditiva (AM) evolucionó más allá de sus contextos anteriores de laboratorio y de creación rápida de prototipos y comenzó a volverse común en todas las fases de la fabricación, el término fabricación sustractiva se volvió común de forma retrónimo en contraste lógico con AM, cubriendo esencialmente cualquier proceso de eliminación que también anteriormente estaba cubierto por el término mecanizado. Los dos términos son efectivamente sinónimos, aunque el-uso establecido desde hace mucho tiempo del término mecanizado continúa. Esto es comparable a la idea de que el sentido verbal de contacto evolucionó debido a la proliferación de formas de contactar a alguien (teléfono, correo electrónico, mensajería instantánea, SMS, etc.), pero no reemplazó por completo los términos anteriores como llamar, hablar o escribir.
Los tres principales procesos de mecanizado se clasifican en torneado, taladrado y fresado. Otras operaciones que se clasifican en categorías diversas incluyen conformado, cepillado, taladrado, brochado y aserrado.
· Las operaciones de torneado son operaciones que rotan la pieza de trabajo como método principal para mover el metal contra la herramienta de corte. Los tornos son la principal máquina herramienta utilizada en el torneado.
· Las operaciones de fresado son operaciones en las que la herramienta de corte gira para que los bordes cortantes se apoyen contra la pieza de trabajo. Las fresadoras son la principal máquina herramienta utilizada en el fresado.
· Las operaciones de taladrado son operaciones en las que se producen o refinan agujeros poniendo en contacto con la pieza de trabajo un cortador giratorio con bordes cortantes en el extremo inferior. Las operaciones de perforación se realizan principalmente en taladradoras, pero a veces en tornos o fresadoras.
Las operaciones diversas son operaciones que, estrictamente hablando, pueden no ser operaciones de mecanizado en el sentido de que pueden no ser operaciones de producción de virutas, pero estas operaciones se realizan en una máquina herramienta típica. El bruñido es un ejemplo de operación miscelánea. El bruñido no produce virutas, pero se puede realizar en un torno, fresadora o taladradora.
Una pieza de trabajo sin terminar que requiere mecanizado necesitará cortar algo de material para crear un producto terminado. Un producto terminado sería una pieza de trabajo que cumple con las especificaciones establecidas para esa pieza de trabajo mediante dibujos o planos de ingeniería. Por ejemplo, es posible que se requiera que una pieza de trabajo tenga un diámetro exterior específico. Un torno es una máquina herramienta que se puede utilizar para crear ese diámetro girando una pieza de trabajo de metal, de modo que una herramienta de corte pueda cortar el metal, creando una superficie lisa y redonda que coincida con el diámetro y el acabado de la superficie requeridos. Se puede utilizar un taladro para quitar metal en forma de agujero cilíndrico. Otras herramientas que se pueden utilizar para diversos tipos de extracción de metal son las fresadoras, las sierras y las rectificadoras. Muchas de estas mismas técnicas se utilizan en la carpintería.
Las técnicas de mecanizado avanzadas incluyen mecanizado CNC de precisión, mecanizado por descarga eléctrica (EDM), erosión electro{0}}química, corte por láser o corte con chorro de agua para dar forma a piezas de trabajo metálicas.
Como empresa comercial, el mecanizado generalmente se realiza en un taller de máquinas, que consta de una o más salas de trabajo que contienen las principales máquinas herramienta. Aunque un taller mecánico puede ser una operación independiente-, muchas empresas mantienen talleres mecánicos internos que satisfacen las necesidades especializadas del negocio.
El mecanizado requiere atención a muchos detalles para que una pieza de trabajo cumpla con las especificaciones establecidas en los dibujos o planos de ingeniería. Además de los problemas obvios relacionados con las dimensiones correctas, existe el problema de lograr el acabado correcto o la suavidad de la superficie de la pieza de trabajo. El acabado inferior que se encuentra en la superficie mecanizada de una pieza de trabajo puede deberse a una sujeción incorrecta, una herramienta desafilada o una presentación inapropiada de una herramienta. Con frecuencia, este mal acabado superficial, conocido como vibración, se hace evidente por un acabado ondulado o irregular y la aparición de ondas en las superficies mecanizadas de la pieza de trabajo.
El mecanizado es cualquier proceso en el que se utiliza una herramienta de corte para eliminar pequeñas virutas de material de la pieza de trabajo (la pieza de trabajo a menudo se denomina "trabajo"). Para realizar la operación, se requiere un movimiento relativo entre la herramienta y el trabajo. Este movimiento relativo se logra en la mayoría de las operaciones de mecanizado mediante un movimiento primario, llamado "velocidad de corte" y un movimiento secundario llamado "avance". La forma de la herramienta y su penetración en la superficie de trabajo, combinados con estos movimientos, producen la forma deseada de la superficie de trabajo resultante.
Operaciones de mecanizado
Hay muchos tipos de operaciones de mecanizado, cada una de las cuales es capaz de generar una determinada geometría de pieza y textura de superficie.
En el torneado, se utiliza una herramienta de corte con un solo filo para eliminar material de una pieza de trabajo giratoria y generar una forma cilíndrica. El movimiento primario se proporciona girando la pieza de trabajo y el movimiento de avance se logra moviendo la herramienta de corte lentamente en una dirección paralela al eje de rotación de la pieza de trabajo.
La perforación se utiliza para crear un agujero redondo. Se logra mediante una herramienta giratoria que normalmente tiene dos o cuatro filos de corte helicoidales. La herramienta se introduce en una dirección paralela a su eje de rotación en la pieza de trabajo para formar el agujero redondo.
Al taladrar, se avanza una herramienta con una sola punta puntiaguda doblada hacia un orificio hecho toscamente en una pieza de trabajo giratoria para agrandar ligeramente el orificio y mejorar su precisión. Es una operación de acabado fino que se utiliza en las etapas finales de la fabricación del producto.
El escariado es una de las operaciones de dimensionamiento que elimina una pequeña cantidad de metal de un agujero ya perforado.
En el fresado, una herramienta giratoria con múltiples filos de corte se mueve lentamente en relación con el material para generar una superficie plana o recta. La dirección del movimiento de avance es perpendicular al eje de rotación de la herramienta. El movimiento de velocidad lo proporciona la fresa giratoria.
