Capítulo 1

Verificación de herramientas y útiles en el mecanizado por arranque de viruta

1. Introducción

Las herramientas y los útiles son parte fundamental en el proceso de fabricación por arranque de viruta y de su buen estado depende que el resultado obtenido esté dentro de las tolerancias.

Antes de comenzar un proceso de mecanizado, se debe revisar el estado de la herramienta, ya que una herramienta en mal estado producirá vibraciones y malos acabados superficiales, entre otros defectos.

Los útiles que se utilicen, tanto para sujetar piezas como para sujetar herramientas, deben ser revisados previamente, constatando su buen estado para dar seguridad al proceso de fabricación.

Por todo ello, es muy importante para el buen funcionamiento de máquinas y útiles realizar un mantenimiento de los mismos, garantizando así que el proceso se llevará a cabo en perfectas condiciones.

Sin un mantenimiento adecuado, la posibilidad de fallos en la fabricación aumenta significativamente y el fallo de herramienta o útil implicará sin duda un mecanizado defectuoso, con el consiguiente coste.

2. Verificación del estado óptimo de las herramientas

La herramienta de corte es un actor principal en el proceso de mecanizado y de su buen estado depende en gran medida que el proceso se desarrolle según lo previsto.

Se deben tener en cuenta dos factores fundamentales para el trabajo de una herramienta de corte, como son el afilado de la misma y su lubricaciónrefrigeración durante el proceso de mecanizado.

2.1. Afilado

La vida de la herramienta queda determinada por el desgaste de su filo de corte. Cuando este desgaste es excesivo, se observarán una serie de señales que indican que ha llegado el momento de cambiarla o de reafilar la herramienta, según sea herramienta enteriza o plaquita intercambiable.

El filo de corte, durante su vida útil, producirá un volumen de viruta que depende de las condiciones de trabajo, tales como avances, velocidades, material de la pieza o lubricación.

Ejemplo

Una misma herramienta no durará lo mismo mecanizando acero suave que aluminio.

Por tanto, se deben optimizar todos los parámetros que intervienen en el mecanizado para obtener una gran productividad con una vida del filo adecuada. Si se aumentan en exceso las condiciones de corte para incrementar la productividad, resultará una corta vida del filo, lo que implica mayor número de paradas y mayor gasto en herramientas. Por el contrario, si se disminuyen en exceso las condiciones de corte para que el desgaste del filo sea menor, la productividad caerá significativamente.

Importante

Una correcta selección de la herramienta, en función de la aplicación, es el principal componente a contemplar si se quieren obtener buenos resultados en el mecanizado.

Los defectos del filo de corte pueden manifestarse en la herramienta de diversos modos. Todos ellos se describen a continuación.

Desgaste en incidencia

Es el tipo de desgaste más habitual y también el más deseable, ya que ofrece una vida útil de la herramienta homogénea y estable. El desgaste en incidencia se produce por abrasión, causada por los elementos duros del material de la pieza.

Cráteres de desgaste

La formación de cráteres de desgaste se localiza en el lado de desprendimiento de la plaquita. Se debe a una reacción química entre el material de la pieza y el de la herramienta y se ve potenciado por la velocidad de corte. Un cráter de desgaste excesivo debilita el filo y puede provocar fracturas.

Filo de aportación (BUE)

Este tipo de desgaste se produce por soldadura de la viruta en la plaquita, debido a la presión. Resulta más habitual cuando se mecanizan materiales pastosos, como acero de bajo contenido en carbono, acero inoxidable y aluminio. Una velocidad de corte baja incrementa la formación de filo de aportación.

Desgaste en entalladura

Desgaste de la plaquita caracterizado por un daño excesivo y localizado, tanto en la cara de desprendimiento como en el flanco de la plaquita, en la línea de profundidad de corte. Está causado por adherencia (soldadura por presión de la viruta en la plaquita) y por superficie endurecida por deformación. Es un tipo de desgaste habitual cuando se mecanizan acero inoxidable y HRSA.

Deformación plástica

La deformación plástica se produce cuando el material de la herramienta se ablanda. Esto ocurre si la temperatura de mecanizado es demasiado alta para una determinada calidad. En general, las calidades más duras y los recubrimientos más gruesos mejoran la resistencia al desgaste por deformación plástica.

Fisuras térmicas

Si la temperatura del filo cambia rápidamente entre frío y calor, pueden aparecer varias fisuras en dirección perpendicular al filo. Las fisuras térmicas están asociadas a los cortes intermitentes, habituales en operaciones de fresado, y se ven agravadas por el uso de refrigerante cuando no se asegura acción sobre la totalidad de la herramienta.

Astillamiento/rotura del filo

El astillamiento o rotura es el resultado de una sobrecarga de tensión mecánica. Esta tensión puede estar producida por distintas causas, como martillado de virutas, profundidad de corte o avance demasiado elevado, incrustaciones de arena en el material de la pieza, filo de aportación que se desprende, vibración o desgaste excesivo de la plaquita.

En herramientas que se afilan manualmente, se puede observar que el afilado no está correctamente realizado en cuanto a su geometría; en estos casos, se debe revisar que los ángulos de corte sean los adecuados.

Ejemplo

En las brocas, hay que observar que los dos filos de corte estén a la misma altura para que la herramienta corte con los dos simultáneamente. Si un filo está más alto que el otro, el agujero puede quedar a mayor diámetro que el de la broca. También debe ser correcto el destalonado de la superficie de incidencia.

Algunos criterios para evaluar la vida de la herramienta en planta son:

1. Inspección visual del desgaste del flanco.
2. Prueba suave al tacto del borde o del filo cortante.
3. Cambios de sonido emitidos en el mecanizado.
4. Aspecto visual de la viruta.
5. Acabado superficial deficiente.
6. Aumento de consumo de potencia en el corte.
7. Disminución de piezas trabajadas.

Cuando se observe que una herramienta no está en estado óptimo para el mecanizado, se distinguirán dos formas de actuar, en función del tipo de herramienta:

1. Herramienta enteriza: si es factible su afilado manual, se procederá a ello, pero, si no se puede afilar manualmente, habrá que analizar cuál es el coste de afilado y ver si compensa o no afilarla. Si no compensa, se desechará sin más.
2. Herramienta de placa sustituible: estas plaquitas suelen tener 2 o más posiciones o filos de corte, por lo que habrá que ver si le queda algún filo en condiciones y, si no es así, sustituirla por otra.

Nota

Los brazos cruzados o las manos en los bolsillos son la peor postura de espera que puede adoptar un receptor.

Aplicación práctica

Suponga que se encuentra en pleno proceso de producción de una fábrica de elementos auxiliares del automóvil. Su tarea se basa en el mecanizado de un eje y su comprobación cada 50 unidades fabricadas. Para ello, se ha decidido usar un torno de control numérico. Cuando la máquina realiza la pieza nº 35, se observa un acabado superficial defectuoso. ¿Cómo debería usted actuar ante tal situación inesperada?

SOLUCIÓN

Al tratarse de un defecto superficial, es un indicador de que la herramienta no está en condiciones óptimas.

Se debe parar la máquina y analizar la plaquita buscando algún defecto en la misma. Una vez observado el defecto, se cambia de postura o de placa y se comienza el mecanizado.

Si la herramienta sigue fallando antes de tiempo, habrá que estudiar los parámetros que afectan al fallo observado y probar otras soluciones (disminuir velocidades de trabajo, mejorar lubricación, cambiar la calidad de la herramienta, etc.).

2.2. Lubricación-refrigeración

Uno de los factores que más afecta a la vida de una herramienta es la lubricación-refrigeración de la misma durante el proceso de fabricación.

Sabía que...

Se calcula que entre el 65 y el 80% del calor generado se lo lleva la viruta, del 15 al 25% lo toma la pieza y un máximo del 5 al 10% va a parar a la herramienta. Aunque sean pequeños, estos porcentajes son suficientes para afectar a la herramienta, a la estructura del material o al proceso en su conjunto.

En el proceso de corte, la energía absorbida se utiliza para vencer el rozamiento y en el trabajo de arranque de viruta, dando lugar al aumento de temperatura de herramienta y pieza.

La mejora de las condiciones de mecanizado se conseguirá utilizando líquidos que, a la vez que refrigeren, lubriquen. Se habla de los dos términos juntos porque, en una u otra medida, los fluidos de corte siempre actúan como lubricantes y como refrigerantes.

El uso de fluidos de corte en el mecanizado proporciona las siguientes ventajas:

1. Disminuye el rozamiento entre herramienta y pieza, produciendo hasta un 10% de reducción en la potencia necesaria para el corte.
2. Refrigera la herramienta y la pieza, con lo que se mantiene el filo a temperatura inferior a la de pérdida de sus cualidades de corte y disminuyen las dilataciones y deformaciones térmicas de la pieza.
3. Permite aumentar la velocidad de corte con la misma producción de viruta, es decir, se fabrican el mismo número de piezas, pero disminuyendo sensiblemente el tiempo de fabricación.
4. Permite aumentar la sección de la viruta cuando no es posible aumentar la velocidad de corte (aumentando la profundidad de pasada o el avance).
5. Protege contra la oxidación de la pieza si se emplean los lubricantes adecuados.
6. Limpia la pieza de partículas y evacúa las virutas.

Tipos de fluidos de corte

Los principales tipos de fluidos de corte mecanizado son:

1. Los aceite íntegros.
2. Las emulsiones oleosas.
3. Las soluciones semisintéticas.
4. Las soluciones sintéticas.

En la mayoría de los casos, los fluidos contienen aditivos azufrados de extrema presión, en un 70% de los casos parafinas cloradas y, cada vez más, aceites sintéticos (poliglicoles y ésteres). También es frecuente la adición de lubricantes sólidos, como grafito, MoS₂ o ZnS₂.

Aceite de corte puro

Son aceites empleados en su forma original, sin adicción de agua, que se están empleando en máquinas herramientas automáticas, en acero de fácil mecanización y en metales no férricos como el latón.

Son empleados en procesos de mecanizado más lentos y donde exista mucho rozamiento, debido a su poder lubricante, que es mayor que el refrigerante.

Se pueden emplear mezclas de aceites minerales y grasos, siendo aptos en procesos donde se requieran funciones de lubrificación continua de los elementos de las máquinas, como ocurre en algunas máquinas herramientas automáticas.

Mecanizado de un piñón cónico utilizando aceite como fluido de corte

Recuerde

El uso de fluidos de corte en el mecanizado disminuye el rozamiento entre herramienta y pieza, reduciendo hasta un 10% la potencia necesaria para el corte.

Si se dispone de un aceite de alta viscosidad, será difícil que se produzca su inflamación, pero comenzará a humear al mecanizar materiales duros. El consumo de aceites suele ser mayor, porque se pega a las virutas y se elimina con ellas.

Un aceite de corte de baja viscosidad refrigera mejor, pero su capacidad de humear es mayor, al igual que su capacidad de inflamación.

Los aceites de corte pueden tener aditivos que mejoren alguna de sus propiedades, por ejemplo los aceites con sustancias activas polares, que favorecen la formación de una capa lubricante que disminuye el rozamiento, aumentando la capacidad de carga, y reduce el desgaste de la herramienta. También se le añaden aditivos EP (extrema presión), que le permiten resistir las altas presiones que aparecen entre la herramienta y la viruta, permitiendo mecanizar aceros duros y tenaces altamente aleados. Además, estos elementos reaccionan en la zona de corte, formando una película que impide la soldadura y reduce la fricción, lo que asegura una buena refrigeración y lubricación.

Nota

Hay que tener en cuenta que, como usan aditivos basados en sulfuros, estos aceites pueden dar tinte o colorear el cobre, el latón, el bronce y el aluminio, siendo denominados “activos”, mientras que “inactivos” son los que no cumplen estas características.

Taladrinas

El resto de fluidos de corte son soluciones acuosas diluidas al 3,5%, de media, y reciben el nombre de taladrinas. Su pH suele ser ligeramente alcalino (pH 8-10).

Las taladrinas pueden contener una o varias de las siguientes sustancias:

1. Aceites minerales.
2. Aceites animales o vegetales.
3. Aceites sintéticos.
4. Emulgentes.
5. Inhibidores de corrosión.
6. Bactericidas-fungicidas.
7. Aditivos de extrema presión.
8. Humectantes o estabilizantes.
9. Antiespumantes.
10. Colorantes.
11. Acomplejantes.
12. Metales pesados.

Las taladrinas no se suministran diluidas en agua, sino que están concentradas en forma de una especie de aceite que se diluye en el momento de su uso. La proporción adecuada de agua y taladrina concentrada la fijará el fabricante. Las taladrinas se pueden clasificar en tres grupos, que se describen a continuación.

Emulsiones de aceite (mineral, sintético o vegetal/animal)

El concentrado se diluye al 4% de media (entre un 2,5 y un 15%, según la clase) y contiene como base un 60% de aceites minerales, aproximadamente un 20% de emulgentes, un 10% de agua y un 10% de aditivos varios (anticorrosivos, bactericidas y aditivos de extrema presión).

Se suele utilizar en operaciones en las que se requiere una mayor función lubrificante de la taladrina, como pueden ser operaciones de deformación plástica (laminación, extrusión, estampación y embutido).

Además, se pueden usar taladrinas más concentradas (15%) como protección de metales, es decir, creando una capa protectora anticorrosiva sobre superficies metálicas.

Taladrinas semisintéticas

El concentrado se diluye al 4% de media (entre un 1,5 y un 5%) y contiene como base cerca de un 20% de aceite mineral o sintético, un 30% de emulgentes, un 40% de agua y un 10% de aditivos varios (importantes bactericidas).

Suele ser de aspecto lechoso y de color blanco o rosáceo. Su uso se extiende a operaciones en las que lubricación y refrigeración son importantes, como es el mecanizado (taladrado, fresado, etc.).

Nota

Las taladrinas semisintéticas tienen un equilibrio bastante bueno entre las funciones refrigerantes y lubrificantes del fluido de corte, por lo que su uso está muy generalizado.

Taladrinas sintéticas

El concentrado se diluye al 2,5% (entre un 1,5 y un 12%) y contiene, además de un 15% de anticorrosivos, hasta un 25% de humectantes, un 10% de aditivos varios y un 50-75% de agua.

Su uso se extiende a operaciones en las que la función refrigerante de la taladrina es prioritaria, como el rectificado, y también destaca en la protección antioxidante.

Suministro de fluido de corte

Tan importante como una buena elección del fluido de corte es el correcto suministro del mismo. Esta lubricación debe actuar en el filo de corte para ser efectiva.

Existen tres sistemas de suministro, que se describen a continuación.

Suministro de refrigeración exterior

El fluido se suministra mediante una o varias boquillas regulables orientadas hacia la punta de la herramienta. Tiene el inconveniente de que, en mecanizados donde la herramienta está inmersa en la pieza, el fluido de corte no llega correctamente.

Suministro exterior de fluido de corte

Suministro de refrigeración interior

En este caso, la lubricación fluye desde el interior de la herramienta, con lo que se anula el inconveniente anterior. Se tiene el lubricante justo en el filo de corte en todo momento, independientemente de lo inmersa que esté la herramienta.

Este suministro es ideal para taladrados y roscados profundos, donde el corte se produce en la punta de la herramienta, en algunos casos a grandes profundidades (superior a 25 veces el diámetro de la herramienta).

Nota

Su inconveniente es que las máquinas y herramientas a utilizar deben estar preparadas para usar este sistema.

Suministro de mínima lubricación (MQL)

El sistema MQL, también llamado de micropulverización de lubricante, trata de utilizar un sistema de refrigeración que permita utilizar una mínima cantidad de refrigerante.

Nota

Un sistema de mínima lubricación está basado en el contacto de la herramienta con la pieza y en el menor tiempo de mecanizado y garantiza una disminución en el intercambio de temperatura.

La clave es una boquilla doble que opera como efecto Venturi. Una boquilla interior suministra una mínima cantidad de lubricante, mientras que otra boquilla exterior rodea a esta con aire y lo expulsa hacia la herramienta. Esta boquilla doble, llamada tobera, debe posicionarse a una distancia de 20-30 mm para que el refrigerante se adhiera a lo largo de toda la superficie de la herramienta.

Detalle del micropulverizado del lubricante

Recuerde

Los fluidos de corte cumplen principalmente funciones refrigerantes y lubricantes.

Aplicación práctica

Tiene usted que fabricar una serie de piezas que consisten en un cajeado profundo de reducidas dimensiones. Su máquina trabaja normalmente con refrigeración exterior y, en otras ocasiones en que usted ha hecho esta serie, las herramientas se han desgastado prematuramente por astillamiento o rotura del filo. Justifique si es necesario o no cambiar la refrigeración por el sistema interno.

SOLUCIÓN

Cuando se realiza un mecanizado profundo, la refrigeración exterior no puede llegar correctamente al filo de corte, por lo que sufre más de lo normal. Además, el hecho de que sea estrecho dificulta la evacuación de las virutas y estas causan un martilleo en la herramienta que le provoca roturas en el filo. Todo esto indica la idoneidad de utilizar refrigeración interna, ya que esta, al ir del interior al exterior, evacúa mejor la viruta.

Por el contrario, para utilizar refrigeración interna, es necesario sustituir herramientas y portaherramientas, que además suelen ser más caras.

Se trata entonces de hacer un estudio económico en función del número de piezas a fabricar y analizar si financieramente es viable o no.

3. Comprobación de útiles y accesorios de sujeción

En el mecanizado, tan importante como el estado de la herramienta es el posicionamiento y la sujeción de la pieza.

La forma de sujetar la pieza dependerá principalmente de su geometría, del material y del proceso de mecanizado utilizado para fabricarla.

Los útiles de sujeción cumplen con tres funciones:

1. Posicionar la pieza en relación con los ejes de la máquina.
2. Sujetar la pieza para que no se mueva durante el mecanizado
3. Evitar las posibles deformaciones debidas a las fuerzas de corte o al propio peso de la pieza.

Para garantizar que el útil cumpla con sus funciones, es necesario hacer las siguientes comprobaciones:

1. La superficie de contacto entre útil y máquina debe estar perfectamente limpia y sin rugosidades. Para ello, se pasará un paño y una piedra de asentar filos si fuera necesario.
2. La superficie de contacto entre útil y pieza debe estar perfectamente limpia y sin rugosidades. Entre pieza y pieza, es necesario limpiar bien el asiento mediante soplado por aire comprimido, aspiración, riego con el fluido de corte y un paño si fuese necesario.
3. La colocación del útil en la máquina debe ser lo más exacta posible, ayudándose para ello de elementos auxiliares, como dados guía o pasadores.
4. El posicionamiento entre pieza y útil vendrá dado por la geometría del útil y por una serie de apoyos o topes que definen las superficies de referencia, por lo que se deben supervisar estos topes, de forma que no tengan rebabas ni deformaciones que dificulten el asiento.
5. Los elementos de fijación realizarán un apriete perpendicular a la superficies de apoyo y tope.
6. El apriete se realiza en una parte no deformable de la pieza.
7. Los accesorios de fijación deben funcionar correctamente. En el caso de tornillos y tuercas, habrá que comprobar mediante una galga que sus roscas no están en malas condiciones.

Recuerde

La limpieza de los útiles de mecanizado debe ser escrupulosa para no distorsionar la geometría del conjunto.

Aplicación práctica

En la instrucción de trabajo que tiene usted asignada, se le indica que necesita el útil ref. 0225478. Se dirige al almacén de utillajes para retirarlo.

Cuando lo monta en la máquina, nota que le cuesta mucho trabajo ajustarlo en la mesa y observa que los dados de fijación del útil están oxidados. ¿Cómo procedería ante esta situación?

SOLUCIÓN

Lo que seguro no debe hacerse es forzar el útil y montarlo a base de golpes, aunque sea con un mazo de nailon. Un útil mal montado dará como resultado una serie de piezas defectuosas.

Por tanto, lo mejor es desmontar los dados de fijación del útil y limpiarlos con un estropajo o una lija fina. A continuación, se montan en el útil y se impregnan con un poco de aceite. Ya se puede montar sobre la mesa.

Para prevenir esta situación, cuando se termine el trabajo con el útil, antes de almacenarlo, se debe limpiar e impregnar con una capa de aceite para que no se oxide.

4. Mantenimiento de primer nivel de la maquina

El tercer protagonista en el mecanizado, después de la herramienta y la pieza, pero no menos importante, es la máquina. Esta debe estar en perfectas condiciones para que realice su cometido sin paradas indeseadas ni trabajos defectuosos.

De ahí la importancia de conservarla, para lo que será indispensable realizar un mantenimiento, efectuando una serie de comprobaciones y actuaciones de forma periódica. A este trabajo, que se realiza a pie de máquina por parte del operario, se le denomina mantenimiento de primer nivel.

A continuación, se describen los principales puntos a revisar en este mantenimiento de primer nivel.

4.1. Ajustes

Todas las guías de máquinas disponen de algún sistema para la regulación del juego. El objetivo de este sistema es evitar los desgastes que se producen a consecuencia del trabajo y, a su vez, poder restablecer las condiciones iniciales de funcionamiento.

Prácticamente, todos los dispositivos de ajuste del juego están basados en la acción de una o varias regletas de ajuste de distintas secciones transversales y de sección longitudinal cónica que se introducen entre las dos partes de la guía, por ejemplo entre el carro y la bancada. Las caras de contacto tienen el mismo perfil y acomodo que la parte estática del conjunto guía, lo que aporta un ajuste absoluto en toda su longitud.

El acercamiento o alejamiento de la regleta se consigue mediante la acción de los tornillos, que se reparten a lo largo de todo el carro, colocándose en el lado contrario a lado en que actúa la fuerza de corte, para que esta afecte lo mínimo al ajuste.

Recuerde

La máquina debe estar en perfectas condiciones para que realice su cometido sin paradas indeseadas ni trabajos defectuosos.

4.2. Engrase y lubricantes

En las máquinas herramientas, existen partes móviles en las que se produce un rozamiento metal-metal, por lo que que, si no se lubrican con frecuencia, pueden dañarse entre sí, produciendo lo que se conoce como “gripaje”, pudiendo quedar las piezas bloqueadas.

Para el engrase de dichas partes móviles, la máquina puede estar dotada de un circuito interno o puede tener unos puntos de engrase accesibles para que se realice manualmente.

Punto de engrase y circuito interno

También se encuentran en las máquinas elementos (árboles, ruedas dentadas, rodamientos, etc.) que en su trabajo necesitan estar inmersos, total o parcialmente, en aceite. En estos casos, las cavidades donde se alojan tienen unas mirillas indicadoras del nivel de lubricante.

Nota

En la documentación de la máquina, existe un apartado donde se indican los puntos de engrase, la frecuencia con la que deben engrasarse dichos puntos y el tipo de aceite o grasa específica que necesitan.

Si el nivel está por debajo del punto rojo que tiene en el centro, hay que rellenar el depósito hasta unos ¾ del visor aproximadamente.

Indicador del nivel de aceite

Consejo

Si no está claro el sitio por donde llenar el depósito, hay que buscarlo en la documentación de la máquina.

Las máquinas convencionales disponen de un sistema de lubricación semiautomático, en el cual solo hay que tirar de un gatillo o palanca. El aceite se impulsa a través de un circuito a las zonas más delicadas.

Sistemas de engrase semiautomático, en fresadora y en torno

Las máquinas automáticas tienen un sistema de engrase que, periódicamente, impulsa aceite a un circuito que lo reparte por los puntos precisos.

En resumen, las comprobaciones que se deben hacer respecto al engrase de una máquina son:

1. Revisar los niveles de aceite y rellenarlos si fuese necesario.
2. Revisar que los circuitos de engrase no tengan fugas.
3. Comprobar que en los sistemas semiautomáticos el aceite llega a su destino.
4. Cumplir estrictamente con los periodos de engrase y lubricación.

Recuerde

Del correcto engrase y lubricación de la máquina dependerá el buen funcionamiento de esta.

Aplicación práctica

Por motivos de organización, le asignan a usted una máquina en la que no había estado antes, indicándole que la prepare para fabricar un lote de piezas. ¿Cómo debe proceder ante esta situación?

SOLUCIÓN

En primer lugar, lo que se debe hacer es pedir el manual de la máquina, ya que es clave conocerla antes de realizar ninguna operación que pudiera causar un daño.

En el manual, se centrará en las tareas de ajuste de elementos móviles, funcionamiento de la máquina y, sobre todo, en el programa de lubricación.

Se realizan los ajustes necesarios y se limpian las partes delicadas de la máquina, así como la mesa de trabajo. A continuación, se revisan los niveles de lubricante y se recargan, en caso necesario, con el lubricante que indica el fabricante o uno de similares características.

Ya está la máquina lista para trabajar.

4.3. Refrigerantes

Ya se ha explicado la importancia del refrigerante en los procesos de mecanizado. En este punto, se tratará la comprobación del sistema de refrigeración, donde pueden haber atascos, y cómo mantenerlo en perfecto estado.

Como norma general, el circuito de refrigeración consta de un depósito, que puede estar en la misma base de la máquina. Del depósito se extrae el refrigerante mediante una bomba, normalmente vertical, llevándolo hasta el punto de corte, por medio de tuberías flexibles, terminando en una boquilla graduable.

Depósito en la base de la máquina (taladradora de columna)

En grandes empresas con un volumen de mecanizado importante, el refrigerante no se trata de forma individual en cada máquina, sino que está centralizado en un circuito externo que trabaja con bombas de impulsión independientes de las máquinas y con sistemas de acondicionamiento del fluido de corte, tanto en pureza como en temperatura, es decir, se crea un circuito de refrigerante como si fuese el de agua corriente y a ese circuito se conectan las máquinas según sus necesidades.

En el sistema de refrigeración, se deben revisar varios elementos:

1. El depósito necesita periódicamente una limpieza para eliminar las posibles bacterias que pueden corromper el refrigerante. Además, el aceite de engrase crea una película espesa que puede atascar la bomba, impidiendo el funcionamiento de la misma.
2. Los conductos de circulación a presión deben revisarse por posibles pérdidas, sobre todo en las uniones entre ellos.
3. En las boquillas de salida, debe revisarse que el caudal, en la posición abierta, sea suficiente, ya que pueden quedar obstruidas e impedir el paso del fluido.
4. Las bandejas de recogida deben tener los sumideros libres de virutas, para que se evacue el líquido sin problemas.
5. También los conductos de desagüe deben revisarse, evitando que queden obstruidos.
6. Los filtros deben limpiarse periódicamente para que no existan pérdidas de presión en el sistema de refrigeración.

Boquilla de salida de refrigerante y desagüe en un torno

4.4. Limpieza

El orden y la limpieza en el puesto de trabajo son el comienzo de una buena labor. Es muy importante que todos los útiles de medición y verificación, los útiles para piezas y herramientas, las herramientas de montaje y desmontaje, etc., estén cuidadosamente limpiados y libres de rebabas o deformaciones.

También la máquina tiene que estar limpia, sobre todo en zonas de trabajo que continuamente están en movimiento (los fuelles, las guías descubiertas, la mesa y la bandeja de recogida de fluido de corte).

Importante

Después de ser utilizado, el refrigerante se recoge mediante bandejas con filtros que canalizan el líquido de nuevo hasta el depósito, donde, por decantación, se separa de posibles impurezas y se pone de nuevo en el sistema.

A la hora de limpiar una máquina, es conveniente seguir un orden:

1. Desconectar la máquina, quitar la pieza y las herramientas, por motivos de seguridad.
2. Quitar las virutas de mayor volumen, para lo que se utiliza algún medio mecánico, como una brocha o una espátula, dejándolas caer en la bandeja de la máquina.
3. Utilizar una pistola de aire comprimido para limpiar con mayor profundidad.
4. Con un trapo, se terminan de limpiar los restos de viruta y fluidos de corte.

Importante

Es fundamental usar gafas de protección para evitar que una proyección entre en los ojos.

4.5. Liberación de residuos

En el desarrollo de la actividad, el taller genera residuos. Su inadecuada segregación y almacenamiento, su entrega a gestores no autorizados o su liberación en el entorno suponen una grave amenaza para el medioambiente y la salud de las personas.

Basándose en la Guía de buenas prácticas medioambientales para talleres de mantenimiento y reparación de vehículos de Mapfre, se comentan a continuación los riesgos y las medidas a tomar en cuanto a la gestión de residuos.

Generación de residuos

Los principales residuos generados en un taller son:

1. Residuos asimilables a urbanos: restos de alimentos, vidrio de botellas, papel y cartón, material de oficina, residuos de embalajes, envases de productos no peligrosos, latas, trapos y ropas de trabajo no contaminadas, virutas y serrín no contaminados.
2. Residuos inertes: chatarra, plásticos, piezas de repuesto de máquinas.
3. Residuos peligrosos: materiales abrasivos, juntas contaminadas, polvo de lijado, material absorbente de limpieza de derrames, aerosoles, productos químicos caducados, envases de sustancias peligrosas, refrigerantes contaminados, fluorescentes y pilas, etc.

Los residuos deben gestionarse de acuerdo a la legislación, cumpliendo los requisitos legales sobre manipulación, etiquetado, almacenamiento y entrega a gestores autorizados.

Nota

Es especialmente importante atender a estas prescripciones en el caso de los residuos catalogados como peligrosos, pues tienen una mayor capacidad de producir daños al entorno.

Pautas de actuación

La premisa principal a tener en cuenta en el manejo de los residuos es que se debe conocer qué tipo de residuo es y cuál es el destino que se le debe dar dentro del sistema de gestión de residuos que exista en el taller.

Es necesario conocer los tipos de residuos que se manejan y, para ello, debe conocerse que:

1. De los materiales manipulados habitualmente en un taller, son residuos peligrosos los que contienen alguna de las siguientes sustancias: metales pesados, hidrocarburos, disolventes orgánicos, polvo y fibras de asbesto y aceites usados, minerales o sintéticos, incluyendo las mezclas agua-aceite y las emulsiones.
2. Además, se consideran residuos peligrosos las sustancias desechadas en cuyo envase figura alguno de los pictogramas de peligrosidad.
3. Se debe conservar el etiquetado de todos los botes y latas que se utilicen hasta su deshecho.
4. Hay que utilizar los recipientes originales para contener los productos.

Para gestionar adecuadamente los residuos peligrosos, hay que:

1. Si el taller genera menos de 10 toneladas de residuos peligrosos al año, inscribirse en el Registro de Pequeños Productores de su Comunidad Autónoma.
2. Entregar los residuos a gestor autorizado por la Comunidad Autónoma correspondiente.
3. Conservar los documentos de aceptación y control y seguimiento de cada entrega de residuos peligrosos durante 5 años.
4. Llevar un libro de registro de los residuos peligrosos que se generan y conservar los registros durante 5 años.
5. Separar adecuadamente los residuos peligrosos, evitando mezclas que aumenten su peligrosidad.
6. Envasar los residuos de forma que se impida su posible liberación al medioambiente.
7. Etiquetar los residuos peligrosos, incluyendo su código C.E.R, la fecha de envasado y los datos identificativos del taller.
8. Almacenar los residuos peligrosos en una zona impermeabilizada, con cubeto de contención de posibles derrames, cubierta para la protección frente a la lluvia y acceso restringido.
9. Almacenar los residuos peligrosos en la instalación por un periodo inferior a 6 meses.

Recuerde

Los residuos deben gestionarse de acuerdo a la legislación, cumpliendo los requisitos legales sobre manipulación, etiquetado, almacenamiento y entrega a gestores autorizados.

Por último, para eliminar adecuadamente el residuo, hay que:

1. Conocer la ubicación y los tipos de contenedores disponibles para eliminar residuos.
2. Depositar los residuos siempre dentro de su contenedor, no dejarlos en el exterior.
3. No dañar o romper materiales como pilas, baterías o fluorescentes cuando se depositen en su contenedor.
4. Depositar los productos caducados con sus envases cerrados, no abrirlos ni vaciarlos.
5. Mantener los recipientes que contienen los residuos en zonas techadas y pavimentadas, que evitan derrames al suelo y contaminación de las aguas de lluvia.
6. Mantener en perfecto estado el etiquetado de los contenedores de residuos con la información del residuo que contienen.

Recuerde

Se consideran residuos peligrosos las sustancias desechadas en cuyo envase figura alguno de los pictogramas de peligrosidad.

4.6. Tensado de correas

La transmisión por correas es muy común en las máquinas herramientas. Con ella, puede transmitirse el movimiento entre dos ejes que están a una distancia que hace complicado utilizar un sistema de engranajes. Suele utilizarse en la transmisión del motor al eje principal.

Transmisión de correas múltiples

Esta transmisión está compuesta al menos por dos elementos, correa y polea, aunque, en algunos montajes es necesario el uso de tensores.

La correa es un elemento elástico de distintas secciones (plana, trapecial y dentada) formando un elemento cerrado y continuo.

La polea es un disco con la forma exacta de la correa a la que alberga.

El sistema de transmisión por correas está basado en las fuerzas de rozamiento que se producen entre correa y poleas, provocando el giro de estas últimas. En el caso de poleas dentadas, la transmisión se produce a través de los dientes y no por el rozamiento.

Correa dentada para movimientos sincronizados

En el caso de las correas sin dientes, la fuerza a transmitir debe ser menor que la fuerza de rozamiento y esta, en gran medida, depende de la tensión de la correa, luego es muy importante que la tensión de la correa sea la adecuada para que no “patine”, con las consiguientes pérdidas de potencia en la relación de transmisión.

La tensión de la correa se regula con el dispositivo de montaje y desmontaje de la correa, que hace que uno de los dos ejes bascule y, cuando tiene la tensión adecuada, se inmoviliza.

Nota

Es conveniente comprobar el estado de la correa. Si tiene grietas o algún hilo suelto, habrá que sustituirla.

4.7. Protección general

Cuando, durante el mecanizado, se detecte un fallo que, sin duda alguna, es debido a la falta de mantenimiento, se debe seguir la pauta o norma de mantenimiento estipulada por la empresa. Si no existe, se debe actuar según el sentido común, por ejemplo:

1. Si el fallo permite terminar el mecanizado en las mismas condiciones de calidad, se finaliza el trabajo y, a continuación, se soluciona el problema, comunicándolo (a ser posible por escrito) para que quede constancia en el histórico y se determinen las medidas oportunas para que no vuelva a suceder.
2. Si la avería no permite finalizar el mecanizado en condiciones, pero no hay riesgos de rotura u otras incidencias que provoquen daños peores, puede optarse por:
   1. Terminar la pieza, a sabiendas de que habrá que desecharla.
   2. Detener el proceso, retirar con el máximo cuidado el herramental hasta una posición neutra y, si es necesario, también retirar la pieza.
   3. Acto seguido, se procederá como en el primer apartado.
3. Cuando el fallo sea más importante, con riesgo evidente de roturas o bloqueos, se detendrá inmediatamente la producción mediante la seta de emergencia y se despejarán las herramientas y la pieza lo más rápidamente que se pueda, aunque con las precauciones necesarias. Se notificará acto seguido la incidencia y, si es viable, se reparará. Para fallos más complicados, tendrá que intervenir personal más especializado.

Recuerde

Cuando, durante el mecanizado, se detecte un fallo debido a la falta de mantenimiento, se debe seguir la pauta o norma de mantenimiento estipulada por la empresa. Si no existe, se debe actuar según el sentido común.

En cualquier caso, es importante dejar constancia escrita de cualquier incidencia, para que el responsable de mantenimiento general tenga información suficiente a la hora de tomar decisiones. Para ello, normalmente se utilizan partes de avería, de los que se pueden encontrar un sinfín de modelos.

Parte de averías

Aplicación práctica

En una fresadora universal, está usted utilizando una mordaza para sujetar la pieza que tiene que cubicar. Cuando realiza el segundo planeado, observa que la pieza no está saliendo paralela, ya que en las esquinas resultan medidas diferentes. ¿Qué problemas pueden ser la causa de este error?

SOLUCIÓN

Este fallo puede ser causado por diversos factores:

5. Resumen

Las tres bases que sustentan el proceso de mecanizado son la herramienta, la pieza y la máquina. Si cualquiera de las tres fallara, se obtendrá un mal resultado, con consecuencias negativas desde el punto de vista económico.

Por tanto, se debe comprobar que su estado sea óptimo:

1. En la herramienta:

1. Verificar su geometría y detectar fallos en sus filos.
2. Garantizar su fijación a la máquina.
3. Lubricar la herramienta.

1. En la pieza:

1. Comprobar que los útiles de sujeción tienen todas sus partes en buen estado.
2. Limpiar con esmero los útiles y piezas.
3. Evitar sujeciones que causen voladizos innecesarios.

1. En la máquina:

1. Ajustar la máquina antes de empezar a trabajar.
2. Seguir el programa de lubricación del fabricante.
3. Comprobar los niveles de líquidos.
4. Mantener máquina y entorno de trabajo limpios.
5. Separar los residuos para su reciclado.
6. Revisar las correas y tensarlas si fuese necesario.

Si se siguen estas indicaciones, la probabilidad de fallo en el mecanizado disminuye sensiblemente o, lo que es lo mismo, la fiabilidad del proceso aumenta.

Ejercicios de repaso y autoevaluación

1.  ¿Qué sucede cuando se usa una velocidad de corte excesivamente baja?

1. La velocidad de corte no afecta al mecanizado.
2. Incrementa el volumen de viruta extraído.
3. Favorece la formación de filo de aportación.
4. Provoca mucho desgaste de la herramienta.

2.  Las herramientas de placa intercambiable...

1. ... cuando están gastadas, se afilan con mucho cuidado.
2. ... solo tienen un uso, luego hay que mandarlas a afilar.
3. ... no se gastan nunca.
4. ... cuando tienen un filo desgastado, se giran o sustituyen por otra que tenga el filo en condiciones.

3.  El aceite de corte puro es:

1. Mejor refrigerante.
2. Mejor lubricante.
3. Mejor aislante.
4. Ninguna de las respuestas anteriores es correcta.

4.  De las siguientes afirmaciones, diga cuál es verdadera o falsa.

1. Las taladrinas se utilizan para lubricar las máquinas.
   1. Verdadero
   2. Falso
2. Las taladrinas se obtienen mezclando agua y aceites, además de otros aditivos, en un porcentaje entre el 1,5 y el 15%.
   1. Verdadero
   2. Falso
3. Es conveniente que el fluido de corte incida en el filo de corte.
   1. Verdadero
   2. Falso
4. La refrigeración interior se adapta mejor a mecanizados superficiales.
   1. Verdadero
   2. Falso

5.  Complete el siguiente texto.

Los fluidos de corte cumplen principalmente funciones de ______________ y ________________, aunque también sirven para evacuar la ________________.

6.  ¿Qué funciones cumplen los útiles de sujeción de piezas?

7.  De las siguientes afirmaciones, diga cuál es verdadera o falsa.

1. Las superficies de contacto útil-máquina y útil-pieza deben estar perfectamente limpias y libres de rebabas o imperfecciones.
   1. Verdadero
   2. Falso
2. El aprieto de las piezas puede realizarse en cualquier sitio.
   1. Verdadero
   2. Falso
3. El juego en las partes móviles de la máquina beneficia al mecanizado.
   1. Verdadero
   2. Falso
4. Hay que seguir a rajatabla el programa de lubricación que especifica el fabricante para cada máquina.
   1. Verdadero
   2. Falso

8.  A la hora de limpiar una máquina, lo primero es:

1. Utilizar la pistola de soplado y quitar todas las virutas.
2. Buscar un trapo grueso para no hacerse daño.
3. Quitar la bandeja de la máquina.
4. Desconectar la máquina, quitar la pieza y las herramientas.

9.  La tensión de una correa tiene importancia porque...

1. ... suena mejor la máquina.
2. ... la transmisión de potencia depende de que la correa no patine.
3. ... la herramienta no se desgasta.
4. ... la máquina no consume aceite.

10.  Complete el siguiente texto.

El _______________ es fundamental para que los medios productivos estén en perfectas condiciones. Si las __________________ no están lubricadas según lo que marque el fabricante, por muy buenas que sean las ________________ que se utilicen, la probabilidad de fallo será mayor.