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CICLO FORMATIVO GRADO MEDIO SOLDADURA Y CALDERERÍA

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OPERACIONES BÁSICAS DE TALADRADO

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Como consecuencia de que la mayor parte de las piezas que intervienen en un

mecanismo presentan agujeros, (para alojar tornillos, remaches, ejes; circular gases o líquidos, etc.), la importancia del taladrado es enorme.

DDDEEEFFFIIINNNIIICCCIIIÓÓÓNNN

El taladrado es una operación de mecanizado por arranque de viruta, que se realiza para obtener agujeros de forma cilíndrica, sobre una pieza determinada utilizando para ello una herramienta llamada broca. Para el correcto desarrollo de esta operación la broca debe estar animada de dos movimientos, comunicados a ésta por medio de maquinas denominadas TALADRADORAS.

Movimiento de rotación (corte)

Movimiento de penetración (avance)

BBBRRROOOCCCAAASSS

Es la herramienta utilizada en el taladrado. Existen varios tipos de brocas, pero el comúnmente utilizado, es la broca helicoidal de dos cortes o labios.

En esencia, estas brocas constan de un cilindro al cual se le

han practicado dos ranuras en hélice diametralmente opuestas y cuyo extremo activo tiene forma puntiaguda.

El espesor que queda entre estas dos ranuras helicoidales se

llama alma de la broca, y en ella está situada la arista transversal (5).

Las aristas cortantes (3) son rectas y como puede observarse generan un agujero de diámetro d.

La franja (4) llamada guía, tiene por objeto disminuir el roce de todo el cuerpo de la broca con las paredes del agujero PARTES DE UNA BROCA.

En general, las brocas constan de tres partes principales.


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mango o caña. Es la parte que se fija al portabrocas o eje principal de la máquina, puede ser cilíndrico o cónico, en este último caso el mango termina en una espiga. Si es

cilíndrica ( máximo normal 13 límite 20 mm), si es troncocónica (cualquier dimensión).

El cuerpo. Comprende la parte media de la herramienta, donde se encuentran una serie de ranuras helicoidales, el lomo, el alma y la franjas guías.

Punta o parte activa. es la parte cortante de la herramienta formada por las superficies de afilado, cuya intersección forma el vértice. los filos cortantes o labios son la intersección de las superficies cónicas con las ranuras.

Puede ser de formas variadas, aunque la más usual es la

helicoidal, la hélice, mientras no se especifique, es a derechas ya que se fabrican brocas con hélice a izquierda.

Datos a tener en cuenta sobre el valor de los ángulos:

El valor del ángulo de la hélice que origina la forma helicoidal a la broca (β) varía según se indica en la tabla.

El valor del ángulo de la parte activa h es tanto mayor cuanto más duro sea el material

La inclinación de la arista transversal suele tener un valor

de 125° y se comprueba con la plantilla representada en la figura.

CLASES DE BROCAS Existen brocas de diferentes tipos:


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serie corta, serie normal, serie larga

mango cónico.

mango cilíndrico.

puntas especiales, etc.

Pero los empleados en los trabajos normales de taladrado, son las helicoidales de dos cortes.

BROCAS ESPECIALES

Brocas helicoidales de más de dos ranuras Brocas de pezón (existen de tres y cuatro).

Brocas para pasadores cónicos Brocas taladrado de chapas


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Broca construir puntos (centros) Fresas

Existe la posibilidad de realizar otros trabajos en el taladro empleando otras herramientas Avellanador cónico Avellanador cilíndrico con espiga guía.

Avellanador frontal. Escariador


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CARACTERÍSTICAS DE UNA BROCA

Si se desea pedir una broca se han de consignar las siguientes características:

Diámetro. Marcado en la caña o en el cuello expresado en milímetros.

Longitud. Tipo de serie (corta, larga, etc.), si no se indica nada se sobreentiende serie corta.

Mango. Cónico o cilíndrico (de mango cilíndrico no se fabrican mayores de 20 mm).

Material acero al carbono, acero rápido, con punta de metal duro, etc. El sentido de hélice, el número de aristas de corte y el ángulo de hélice (β) son datos que se

deben consultar en el catálogo de los fabricantes, pues solo algunos tipos de brocas son fabricados con estas variantes. Ejemplo de pedido: broca helicoidal de 20 mm de diámetro, a derechas, serie corta, caña cónica, de acero rápido.

RENDIMIENTO DE UNA BROCA El rendimiento máximo de una broca está condicionado a que se encuentre bien afilada, para ello:

1. los labios deben de ser de igual longitud. “Verificar longitud “

2. que sean rectos y con el mismo ángulo (ángulo de punta para aceros

116º-120º) En general, debe ser tanto mayor cuanto más duro y tenaz sea el material que se haya de taladrar.

3. que la arista de vértice forme 130º-135º con los labios para asegurar una incidencia

adecuada.


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NOMENCLATURA DE LA PUNTA DE LA BROCA

BROCA BIEN AFILADA. El eje del cono formado por las superficies de afilado está inclinado en relación con el eje de la broca S y S’ no coinciden. La sección por un plano P es un arco de elipse hay incidencia.

BROCA MAL AFILADA. El eje del cono formado por las superficies de afilado se confunde con el eje de la broca. S y S’ se confunden igualmente. La sección por un plano P es un arco de círculo y no hay incidencia; la broca se calienta.

DEMASIADA INCIDENCIA. Los labios son demasiado agudos; se calientan y mellan rápidamente.

E = Angulo de punta A = Angulo de incidencia B = Angulo de corte o filo C = Angulo de desprendimiento


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AFILADO DE LA BROCA. El afilado de la broca se realiza

A mano. (téngase en cuenta que este afilado exige giros especiales de la broca).

A máquina. En muelas abrasivas utilizando dispositivos adecuados

FUNCIONAMIENTO DE LAS BROCAS Durante la realización del taladrado, la broca está animada de dos movimientos.

Movimiento de corte (mc), es el movimiento circular y uniforme que lleva la broca.

Movimiento de avance (ma) es el movimiento rectilíneo, mediante el cual la broca va avanzando, es decir, profundizando en el material, debe ser uniforme.

Movimiento de corte En una taladradora el movimiento de corte puede expresarse en forma de:

velocidad de corte (m/min. = metros por minuto)

velocidad de giro (r/min. = revoluciones por minuto). Velocidad de corte. “La velocidad de corte en el taladrado, se define como el camino recorrido por un punto de la periferia de la broca en la unidad de tiempo”. Se representa por vc. . d = diámetro de la broca en mm N = revoluciones por minuto (r/min.) Vc = velocidad de corte en m/min Valor de la velocidad de corte

La velocidad de corte que conviene elegir para un trabajo determinado no puede ser arbitraria.

La vc (velocidad de corte) ha de tener un valor determinado en cada caso particular. Este valor será principalmente función del:

material a trabajar

material de la herramienta

1000

NdVc


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La tabla que se expone a continuación recomienda para el taladrado, las velocidades de corte vc, en m/min más convenientes, según el material de la herramienta, el material de la pieza y si se emplea o no refrigeración.

Velocidad de giro Se llama velocidad de giro, el número de vueltas o revoluciones que da un punto de la broca en un minuto, se representa por n La velocidad de giro en una taladradora, se regula mediante la caja de velocidades, que puede ser de engranajes (taladradoras de columna) o de conos de poleas (taladradoras sensitivas). “En la práctica la velocidad de giro n es la que debe conocer el operario para regular mediante la caja de velocidades las r/min del eje principal.”


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Despejando de la fórmula de la vc se tendrá:

d

VcN

1000 (r/min)

Es conveniente disponer de un ábaco de vc en cada taladro MOVIMIENTO DE AVANCE Se denomina avance al camino rectilíneo recorrido por una broca, en dirección de su eje, por cada vuelta de la misma. Se expresa normalmente en mm por revolución o vuelta (mm/v) y se representa por a. El avance principalmente está en función de:

la resistencia del material a taladrar. un material blando permite más avance que un material duro.

el diámetro de la broca d. A mayor diámetro más resistencia y por tanto permite más avance. En general, se puede admitir de una manera bastante aproximada que el avance en mm por cada vuelta de la broca debe ser:


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Taladrado, como hemos dicho, es la operación que se realiza para obtener agujeros

cilíndricos por medio de una herramienta llamada broca. Para esto hay que dotarla de dos movimientos:

uno principal de rotación, para obtener la velocidad de corte

otro de avance o penetración, en la dirección del eje

Dichos movimientos los obtenemos por medio de una máquina herramienta llamada taladradora.

Se podrían establecer diversas clasificaciones de estas máquinas, según los elementos o características que se tomen en consideración. Nosotros las vamos a clasificar como sigue:

Portátiles y fijas.

TALADRADORAS PORTÁTILES


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Su mecanismo sólo transmite a la broca el par motor necesario para su rotación (salvo en el caso de las manuales que se realiza mediante la manivela); el empuje axial (dirección al eje penetración) se obtiene mediante la presión ejercida por el propio operario sobre la máquina.

Muy utilizadas en obras, se emplean igualmente en el taller para taladrar piezas grandes o partes inaccesibles a las máquinas fijas.

Existen otro tipo de taladradoras portátiles que pueden ser de accionamiento neumático o eléctrico, las llamadas taladradoras angulares. Permiten taladrar en las proximidades de rincones.

TALADRADORAS FIJAS Clasificación:

Sobremesa (sensitiva)

De columna

Radial

De ejes múltiples

De cabezales múltiples etc.

El movimiento vertical de traslación del portabrocas se realiza por medio de manguito accionado por piñón y cremallera.

El estudio de las principales partes que integran una taladradora se hace sobre dos tipos de máquinas muy comunes en los talleres, y que se describen a continuación (taladradora de columna) y (taladradora de sobremesa).

TALADRADORA DE COLUMNA

CABEZAL (A). Es el lugar destinado a la transmisión de los movimientos de la broca. Esencialmente comprende la caja de velocidades (2), la caja de avances (5) y el eje principal o portabrocas (15) sobre el cual va montada directamente la herramienta o un portabrocas para tal fin.

CUERPO (B) Es el soporte principal de la taladradora. en la fig. superior es una gran columna con una base (9) apoyada en el pisó del taller. PORTAPIEZAS (C) Sirve para soportar y


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fijar las piezas que se han de taladrar, está integrado por la ménsula (12) y la mesa (13). Se utilizan para taladrar piezas de tamaño medio, admitiendo taladros hasta de 50 mm de diámetro, según el tamaño y potencia de la máquina. Generalmente estas máquinas van equipadas con circuito de refrigeración, una bomba (11) envía el líquido refrigerante a la broca por el conducto (14), dicho líquido vuelve al depósito (8) por el tubo (7). TALADRADORA DE SOBREMESA O SENSITIVA Estas taladradoras van montadas sobre un banco o mesa apropiada. Reciben también el nombre de sensitivas ya que el avance de la broca se hace únicamente de modo sensitivo, es decir, el operario siente en la mano con que acciona la palanca (4) del avance, la presión que la broca ejerce sobre la pieza (carecen por tanto de caja de avances). Son apropiadas para piezas pequeñas, son rápidas porque sólo son capaces para brocas de pequeño diámetro (hasta 15mm).

TALADRADORA DE RADIAL

Fundamentalmente está constituida, por una fuerte columna, sobre la cual va montado el brazo que gira alrededor de dicha columna. El cabezal puede desplazarse a lo largo de las guías que el brazo dispone para tal fin. El eje principal dispone de tres avances, sensitivo, mecánico y manual. La capacidad de broca depende del tamaño y potencia de la máquina.


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TALADRADORA HORIZONTAL Prestan un gran servicio en el taladrado de piezas conformadas, en este caso, ofrecen dos ventajas sobre las taladradoras radiales:

mayor rigidez.

mayor comodidad de trabajo, ya que con una radial, el operario tendría que estar subido en la virola.

TALADRADORA DE CABEZAS MULTIPLES Reciben también el nombre de taladros en batería. Si en cada eje principal se monta una herramienta distinta (broca, escariador, etc.), la pieza puede recibir distintos mecanizados sobre la propia mesa de la máquina. TALADRADORA DE EJES MULTIPLES Estas taladradoras están constituidas por varios ejes portabrocas. En cada uno puede montarse una herramienta, realizando el taladrado simultáneamente con todas las brocas, estando guiadas mediante la placa los ejes portabrocas se distancian a voluntad, por lo que, disponiéndolos convenientemente, se pueden realizar varios agujeros sin necesidad de trazado previo ni desplazamientos. TÉCNICA DE LA OPERACIÓN Para la realización correcta del taladrado, deben tenerse en cuenta una serie de consideraciones que van desde el afilado de la broca hasta la seguridad del propio operario. AFILADO DE LAS BROCAS El afilado de la broca se realiza en muelas abrasivas utilizando dispositivos adecuados o simplemente a mano, tal y como ya se ha explicado anteriormente en el estudio de las brocas. La realización de un taladrado correcto depende mucho de que la broca este afilada correctamente.


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SUJECIÓN DE BROCAS. La unión del eje principal (llamado eje portabrocas) con la herramienta, se hace distintamente si se trata de brocas con mango cilíndrico o cónico.

brocas de mango cilíndrico. Estas brocas se fijan al eje principal a través del portabrocas. Los portabrocas son accesorios provistos de mordazas destinadas a sujetar la broca por el mango cilíndrico; dicho portabrocas se fija al eje principal mediante un mango cónico. Los portabrocas, pueden tener formas diversas formas pero todos están dispuestos para que la sujeción de las brocas se realice rápidamente. Se componen, en general, de tres mordazas, accionadas por un casquillo que unas veces se aprieta simplemente a mano, y otras mediante la llave

brocas de mango cónico. La sujeción se realiza directamente en el cono morse del eje principal de la taladradora.


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COLOCACIÓN Y SUJECIÓN DE PIEZAS

El centro del agujero debe quedar exactamente debajo de la punta de la broca y los ejes coincidir perfectamente.

La pieza debe mantenerse bien asentada y rígida durante toda la operación de taladrado.

Si el agujero ha de ser pasante, hay que prever la salida de la broca para que, en ningún caso, llegue a tocar a la mesa, la punta de la broca.

Si el taladro no es de gran precisión, podrá apoyarse en una madera perfectamente labrada.

Si es de precisión, mejor será apoyarla entre dos bloques o calzos del mismo espesor y dejar entre ellos un espacio para que pueda pasar la broca.

Si el plato de la máquina lleva un agujero central, se colocará la pieza de manera que coincida el agujero a taladrar con el del plato.

Nunca deben sujetarse las piezas con las manos, sobre todo cuando se trate de piezas pequeñas y con aristas cortantes.

Muy peligrosas son las chapas, y las piezas de poco espesor que pueden sujetarse fácilmente con unas entenallas y apoyarlas sobre un taco de madera para que la broca tenga fácil salida, (figura)

Piezas irregulares Si es de forma irregular, pueden emplearse mordazas especiales hidráulicas

Para piezas redondas, se emplean calzos en v como se ve en la figura.


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Para que el agujero quede bien centrado, el eje de la broca deberá coincidir exactamente en el vértice del prisma.

Debido a la complejidad de ciertas piezas, a veces, es preciso realizar complicados montaje para lograr el taladrado de las mismas. PREPARACIÓN, REALIZACION Y PRECAUCIONES EN EL TALADRADO. Para trabajar con la taladradora hay que tener en cuenta los siguientes puntos:

1. Con el granete de agujeros granetear debidamente el centro (c) del taladro, para que la arista transversal de la broca se aloje en la huella realizada, fig, en la que g > a.

2. Si a la situación del agujero se le exige que sea de

precisión, conviene trazar una circunferencia de diámetro igual al del agujero, así se sabrá si el corte que realiza la broca resulta centrado.

3. Asegurarse de la fijación de la pieza y, en caso de agujero

pasante, de la salida para la herramienta

4. Controlar el afilado de la broca y vigilar que ésta quede bien fijada al portabrocas o al cono morse.

5. Regular correctamente el número de r/min que le corresponda para el trabajo a realizar.

6. Centrar cuidadosamente la pieza para que la punta de la broca coincida con el centro

del granetazo del agujero.

7. No poner en marcha la máquina estando la punta de la broca en contacto con la pieza.

8. Al empezar a taladrar, reducir el avance para evitar el descentramiento del taladro.

9. No aproximar la cabeza al portabrocas, ya que al girar la herramienta puede agarrar el pelo.

10. Sacar la broca con frecuencia al principio del corte y más aún cuando la viruta no salga

al exterior.


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11. No tocar, ni quitar las virutas estando la broca en marcha, cortan igual que un cuchillo.

12. Refrigerar abundantemente cuando sea necesario (acero, cobre, etc; la fundición y el bronce no se refrigeran con líquidos, pero sí puede hacerse con aire a presión).

13. Cuando alguna viruta se clava en las aristas cortantes de la broca, ésta no corta; es

necesario eliminarla.

14. Al empezar a salir la broca al final del agujero pasante, disminuir el avance; se evita la formación de rebabas y la posibilidad de romper la broca.

15. Para realizar agujeros de más de 15mm de diámetro conviene taladrar antes con una broca de diámetro menor, de este modo se consigue guiar la broca mayor y realizar menor esfuerzo.

Casos especiales

1. taladros en paredes inclinadas:

Para que la broca no se desvíe, se hace un rebaje con un buril o mejor con una fresa plana (fig.)

2. si el final del taladro es un plano inclinado y la broca no es suficientemente robusta, es fácil que se desvíe, que se enganche o rompa. Este peligro será mayor si el taladro termina en dos planos distintos (fig.)

Para estos casos se hace el taladrado normalmente hasta llegar a perforar en el plano inclinado. Entonces se reanuda la operación con pequeño avance y no habrá peligro, ni de que se desvíe la broca, ni de que ésta se enganche y se rompa. Aún resultará más seguro si, al llegar a perforar, se cambia la broca normal por otra afilada con la punta plana.

Consejos prácticos para el taladrado de chapa


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El taladrado de chapas delgadas debe realizarse intercalando un calzo de madera dura entre la chapa y el plato de la máquina que permita, por una parte, evitar el desfondamiento de la chapa, y por otra, el deterioro del plato al final del taladrado.

Es difícil obtener taladros perfectamente cilíndricos en chapas delgadas. Sin embargo, se consiguen buenos resultados dando a las brocas de pequeño diámetro un corte negativo, es decir, suprimiendo toda incidencia.

Los taladros de gran diámetro se realizan fácilmente con una fresa de pezón. Para trabajos en serie, se puede evitar la necesidad de reproducir el centro de los taladros, utilizando una plantilla de chapa provista de guías de taladrado estas guías se utilizan igualmente para hacer taladros oblicuos (colocación de tubos en el cuerpo de una caldera, por ejemplo) (fig.)

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