Rectificado: Proceso de Precisión en el Mecanizado

El rectificado es un proceso de mecanizado por abrasión que se realiza haciendo girar muelas o ruedas abrasivas a velocidades muy altas contra la superficie de las piezas mecánicas que se desean rectificar.

Finalidad del Rectificado

El rectificado tiene como finalidad corregir irregularidades y cumplir con tolerancias:

• Dimensionales: diámetro, longitud y ángulo.
• Geométricas: paralelismo, perpendicularidad.
• Acabados superficiales: rugosidad, pureza.

El rectificado es ampliamente utilizado para el finalizado de la producción de componentes que requieren superficies de buena calidad y tolerancias óptimas. Es un trabajo de gran importancia en la construcción de máquinas y en todo tipo de construcciones mecánicas.

El proceso de rectificado es particularmente importante para corregir imperfecciones que se producen durante las operaciones de manufactura, ya sea por maquinado o tratamiento térmico, especialmente en piezas de acero.

En el tratamiento térmico, las piezas son calentadas y sumergidas en un baño de enfriamiento, lo cual puede causar deformaciones.

La máquina utilizada para rectificar se llama rectificadora.

La herramienta que rectifica se llama muela o piedra abrasiva. El movimiento principal del equipo lo da la muela que gira a altas velocidades, y el movimiento secundario lo tiene la pieza y la herramienta.

Partes de la Rectificadora

• Base / Bancada: Permite el apoyo correcto de la rectificadora en el piso.
• Columna: Se encuentra montada en la parte posterior de la bancada y permite el movimiento o soportar al cabezal.
• Cabezal / Cabezal porta pieza: Esta parte se dedica al desplazamiento del producto, el cual puede tener una programación frontal (movimiento cilíndrico, utilizado para cilindrados) y una programación tangencial.
• Cabezal porta muelas: Está compuesto por una carcasa de fundición provista de guías que ajustan en el montaje y de unos asientos que sirven para alojar el husillo.
• Mesa: Normalmente de forma metálica, está montada sobre la bancada. Es una superficie de trabajo y apoyo de la pieza y tiene un movimiento longitudinal.
• Muela o rueda abrasiva: Es el elemento abrasivo mediante el cual se produce el rectificado, va montado en el cabezal porta muela.
• Motor de rotación de la muela: Motor eléctrico que proporciona la rotación a la pieza de trabajo (rectificado cilíndrico).
• Contrapunto: Dispositivo de sujeción que sirve para dar soporte a las piezas cilíndricas.
• Manivelas: Al hacerlas girar (izquierda o derecha), desplazan cada uno de los carros de la rectificadora, o la mesa de trabajo.
• Carro transversal: Se desliza sobre las guías de la bancada, que a su vez sostiene la mesa de la máquina. Su movimiento es transversal.
• Plato magnético: Dispositivo de sujeción que normalmente puede fijar las piezas de materiales ferrosos.
• Unidad de control: Es un sistema modular programable diseñado para aplicaciones de mediana complejidad, controla el contacto muela-pieza y la potencia de giro de la muela.
• Sistema de refrigeración: Logra reducir la temperatura de la zona mecanizada.

Aplicaciones del Rectificado

• Rectificación o ajuste de la cara de corte de la muela.
• Rebaje y rectificado del lado de la muela.
• Rectificación de un ángulo de la muela.
• Rectificación de un radio en la muela.
• Rectificación de un radio convexo.
• Rectificación de un radio cóncavo.
• Rectificado de la superficie del plato magnético.
• Rectificado de una superficie plana.
• Rectificado de los lados opuestos, planos y paralelos.
• Rectificado de una superficie plana con reborde.

Materiales y sus Propiedades

Metálicos

• Ferrosos: fundición gris (de hierro), hierro maleable, aceros, fundición blanca (de hierro).
• No ferrosos: aluminio, cobre, magnesio, níquel, plomo, titanio, zinc.

No Metálicos

• Orgánicos: plásticos, productos del petróleo, madera, papel, hule, piel.
• No orgánicos: minerales, cemento, cerámica, vidrio.

• Tracción: Capacidad de un material de resistir fuerzas de estiramiento.
• Compresión: Capacidad de un material para aguantar fuerzas que lo comprimen.
• Flexión: Se refiere a la capacidad de un material para aguantar fuerzas que lo curvan.
• Corta durabilidad: Se refiere a la capacidad de resistir fuerzas paralelas a su superficie.
• Torsión: Aplica a la resistencia de un material para ser retorcido.
• Pureza: Es la resistencia al corte o rayado.
• Resistencia a choques, resistencia a fuerzas contundentes.

Principales Características de los Materiales Metálicos

• Propiedades mecánicas: Referentes al comportamiento del material en relación con los diversos esfuerzos, por ejemplo, tracción, compresión, flexión, cortadura, torsión, su dureza, su resistencia a los choques y a los esfuerzos repetitivos y su resistencia al desgaste.
• Propiedades tecnológicas: Referentes a la adaptabilidad de un material dado a los distintos métodos de trabajo, por ejemplo, la elasticidad, la colabilidad, la ductilidad, la maleabilidad, la temperatura, la soldabilidad, la maquinabilidad.
• Propiedades físicas: Referentes a las características generales de un material, por ejemplo, color, calor específico, peso específico, conductibilidad eléctrica, conductibilidad térmica, temperaturas de cambio de estado físico, características magnéticas.
• Propiedades químicas: Referentes al comportamiento del material, referente al ambiente en el que se encuentra, por ejemplo, resistencia a los agentes químicos.

• Metales: Los metales son materiales que destacan por su gran solidez y conductividad del calor. Es muy común utilizarlos en infraestructura como puentes, maquinaria pesada y edificios.
• Polímeros: Estos materiales derivan de compuestos orgánicos y son reconocidos por su peso ligero, versatilidad y por ser aislantes eléctricos.
• Cerámicas: Los productos creados por materiales cerámicos destacan por su solidez, dureza y resistencia a las altas temperaturas. Principalmente sus usos más comunes residen en la fabricación de productos como ladrillos y azulejos.

Conclusión: Entender en profundidad la composición y las características de las propiedades de los materiales es esencial para elaborar productos de calidad que respondan a los requisitos técnicos y de seguridad que se requieran en cada caso.

Carbono

El carbono es uno de los elementos más importantes del acero. Su influencia en el metal es mayor que la de cualquier otro elemento. El carbono determina en gran parte la dureza y la fragilidad del acero. En los aceros de bajo y medio carbono, la cantidad de este es demasiado baja. El acero pobre contiene del .10 al .30 de carbono, el acero medio tiene de .30 a .60, y el acero elevado contiene del .60 al 1.50.

Propiedades Químicas

• Oxidación y corrosión.
• Formación de aleaciones.
• Reactividad química.
• Resistencia a los ácidos y bases.

Formación de Aleaciones

Es un proceso en el que se combinan dos o más elementos químicos, generalmente metales, para crear un material con propiedades diferentes.

Propiedades Químicas

• Resistencia a la corrosión.
• Aumento de la dureza.
• Mejora de la ductilidad.
• Cambios en la reactividad.

Tipos de Aleaciones

• Ferrosas: Contienen hierro como principal componente.
• No ferrosas: No tienen hierro.
• Aleaciones de cobre: Contienen cobre.

Ejemplos de Aleaciones

• Acero inoxidable: Es una aleación de hierro, cromo y níquel.
• Bronce: Es una aleación de cobre y estaño.
• Latón: Aleación de cobre y zinc.
• Duraluminio: Aleación de aluminio y cobre.

AISI

ZYXX El significado de las letras son las siguientes:

• Z: Indica el tipo de acero o aleación. Donde Z1 se trata de un acero al carbono o ordinario. Z2 es un acero al níquel, Z3 es un acero al níquel cromo. Donde Z4 para aceros al MOLIBDENO. Z5 para aceros al cromo. Z6 aceros al cromo vanadio. Z7 tungsteno cromo Z8 a cero al níquel cromo MOLIBDENO.
• Y: Donde la letra Y significa el porcentaje aproximado de elemento predominante en la aleación.
• XX: Indica el porcentaje del contenido de carbono, multiplicado por 100.

También se pueden incorporar letras para indicar lo siguiente:

• E: Formación de horno eléctrico.
• H: Para indicar el grado de acero.
• B: Indica los grados de acero con contenido de boro.

A1020 = Acero ordinario con .20 de carbono.

Cómo Rectificar una Rueda Abrasiva

Después de montar la rueda de rectificado, es necesario rectificar la rueda para asegurar que la misma sea circular y concéntrica con respecto al husillo, o producir la forma o contorno requeridos en la rueda, a fin de producir el contorno o forma deseados.

Afilado o Asentado de la Rueda Abrasiva

Es la operación de eliminar los granos sin filo y las partículas de material, expone filosos bordes cortantes de los granos abrasivos para hacer que la rueda corte mejor. Una rueda sin filo, vidriada o cargada, debe afilarse por las siguientes razones:

1. Para reducir el calor generado entre la superficie de trabajo y la rueda.
2. Para reducir la deformación sobre la rueda de trabajo y la máquina.
3. Para mejorar el acabado superficial y la precisión de la pieza.
4. Para aumentar la velocidad de eliminación del material.

Selección de la Muela o Rueda Abrasiva para el Proceso de Rectificado

Se debe conocer cada uno de sus elementos, así como conocer sus características y aplicaciones.

Tipos de Abrasivo

Los abrasivos reducidos a granos de tamaño mínimo, están dispersos de forma homogénea en una masa aglutinante que la sostiene y permite conformar la herramienta abrasiva o muela.

• Óxido de aluminio: A1203 También conocido como alúmina, es un material resistente y afilado y se fractura por presión, lo que permite su afilado. Se adapta bien al lijado de materiales duros, como el acero al carbono, los aceros de aleación, el bronce y las maderas duras.
• Carburo de Boro: B4C Es un sólido cristalino negro, casi tan duro como el diamante. Se utiliza como abrasivo en el pulido y en aplicaciones de corte con chorro de agua.
• Carburo de silicio: SIC Es el mineral más duro y afilado, por lo cual lo hace ideal para el lijado de metales no ferrosos (aluminio, latón, magnesio y titanio).
• Diamante: Se utiliza regularmente para el rectificado de material duro. No puede trabajar acero ni fundición, dado que el hierro reacciona con el carbono, comprometiendo la estabilidad de los cristales.

• Tamaño de grano: Se designa por el número que corresponde al número de hilos por pulgada ideal que tiene el tamiz empleado.
• Grado de dureza: La dureza es la capacidad para resistir las alteraciones como el rayado, la cortadura, la abrasión y las deformaciones al realizar algún tipo de esfuerzo por parte de otro material.
• Aglutinante: El aglutinante o aglomerante es un material de soporte que mantiene unido el material abrasivo.
• Estructura: La estructura es la densidad de granos dentro del aglomerante y los poros que tiene.

Ejemplo de nomenclatura:

• A. Tipo de abrasivo.
• 60. Tamaño de grano.
• N. Grado.
• 6. Estructura.
• V. Naturales del aglutinante.
• 40w. Tipo de aglomerante (código del fabricante).

Preparación de la Máquina Rectificadora

1. Comprobar la colocación de los límites del recorrido de la mesa, así como la velocidad de avance.
2. Comprobar que todos los dispositivos de seguridad se encuentren en posición de trabajo, y que la muela abrasiva esté completamente detenida.
3. Limpieza y lubricación de los puntos específicos.
4. Comprobar que los selectores, manuales y automáticos estén en modo manual.
5. Encender la máquina.
6. Activar el grupo hidráulico.

Pasos para Cambiar la Rueda Abrasiva

1. Desenergizar la máquina rectificadora.
2. Verificar el entorno.
3. Colocarnos o aportar el EPP.
4. Quitar las guardas protectoras.
5. Ajustar la rueda abrasiva con un madero o sostener firmemente mediante un guante de carnaza la rueda abrasiva.
6. Visualizar que la rueda abrasiva esté en buenas condiciones, o en su defecto cambiarla.
7. Cambiar la rueda abrasiva, considerando el trabajo a realizar.
8. Colocar y apretar las guardas protectoras.
9. Energizar la máquina y realizar la prueba de sonido por dos minutos.

Rectificadoras

1. Rectificadora de superficies planas: Máquina utilizada para obtener superficies planas con alta precisión mediante la eliminación de material con una muela abrasiva. Puede ser de tipo tangencial (con la muela girando en un plano horizontal) o frontal (con la muela girando en un plano vertical).
2. Rectificadora cilíndrica: Se emplea para el mecanizado de superficies cilíndricas internas o externas. La pieza se monta entre centros o en un mandril y gira mientras la muela abrasiva realiza el rectificado.
3. Rectificadora sin centros: No requiere sujetar la pieza con mordazas o entre centros, ya que se sostiene entre una muela abrasiva y una muela de arrastre. Se usa para piezas cilíndricas de pequeño diámetro y alta producción.
4. Rectificadora universal: Es una máquina versátil que combina las funciones de la rectificadora cilíndrica y la de superficies planas. Permite el rectificado de piezas con formas complejas y ángulos ajustables.

1. Rectificadora de superficies planas

   Características:

   • Utiliza una muela abrasiva para obtener superficies planas con gran precisión.
   • Puede ser de tipo tangencial (muela gira en un eje horizontal) o frontal (muela gira en un eje vertical).
   • Se trabaja con piezas sujetas a una mesa magnética o con mordazas.
   • Permite tolerancias muy ajustadas en acabado superficial.

   Aplicaciones:

   • Rectificado de piezas mecánicas como bases de moldes, placas y bloques.
   • Acabado de herramientas de corte y piezas metálicas que requieren alta planicidad.
   • Industria automotriz, aeroespacial y de herramientas de precisión.

2. Rectificadora cilíndrica

   Características:

   • Diseñada para mecanizar superficies cilíndricas internas y externas.
   • La pieza gira sobre su propio eje mientras la muela realiza el rectificado.
   • Puede trabajar entre centros o con mandril.
   • Permite obtener formas cilíndricas precisas con acabados de alta calidad.

   Aplicaciones:

   • Fabricación de ejes, bujes, rodillos y otras piezas cilíndricas.
   • Industria automotriz para la producción de cigüeñales y árboles de levas.
   • Industria metalmecánica y fabricación de maquinaria.

1. Rectificadora sin centros

   Características:

   • No requiere sujetar la pieza con mordazas o entre centros.
   • La pieza se sostiene entre una muela abrasiva y una muela de arrastre.
   • Permite alta producción y automatización.
   • Se utiliza principalmente para piezas de diámetro pequeño y gran longitud.

   Aplicaciones:

   • Rectificado de piezas cilíndricas pequeñas como pasadores, pernos, ejes y bujes.
   • Industria automotriz, fabricación de componentes de precisión y producción en masa.
   • Producción de piezas para sistemas hidráulicos y neumáticos.

2. Rectificadora universal

   Características:

   • Combina las funciones de la rectificadora cilíndrica y la de superficies planas.
   • Permite el rectificado de formas complejas y ángulos ajustables.
   • Puede realizar rectificados en superficies internas, externas y planas.
   • Ofrece alta versatilidad para distintos tipos de piezas.

   Aplicaciones:

   • Fabricación y reparación de herramientas de corte.
   • Industria aeronáutica y automotriz para la producción de piezas especiales.
   • Mantenimiento y rectificación de piezas con geometrías variadas.

Etiquetas: muelas abrasivas, proceso de rectificado, rectificado, rectificadora