El Escariado

proceso de escariado con el que se agrandan agujeros
File source: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:ReamerMachineSpiral.jpg

El escariado es un proceso de arranque de viruta con el que se quiere agrandar un agujero y conseguir cierto acabado superficial y determinadas tolerancias dimensionales. Así pues es un acabado de los agujeros que se hacen un el escariador.

El escariador es una herramienta similar a un taladro, a la que le indicamos que haga dos movimientos, uno de giro sobre su eje y otro de desplazamiento rectilíneo a lo largo del eje.

Podemos realizar los acabados con una máquina herramienta o manualmente.

El escariado debe de hacerse con velocidades de corte bajas. Se va a eliminar una cantidad muy pequeña de material.

La espiral puede ser en el sentido de las agujas del reloj o en sentido contrario, dependiendo del uso. Por ejemplo, un escariador manual cónico con una espiral en el sentido de las agujas del reloj tenderá a autoalimentarse a medida que se use, lo que posiblemente lleve a una acción de acuñamiento y a la consiguiente rotura. Por lo tanto, se prefiere una espiral en sentido contrario a las agujas del reloj aunque el escariador siga girando en el sentido de las agujas del reloj.

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Los escariadores son herramientas cilíndricas que llevan talladas unas ranuras y dientes longitudinales, rectos o helicoidales, sobre las que se pueden distinguir las siguientes zonas:

  • Un mango, para su acoplamiento a la máquina
  • Un cuello de unión
  • Un cuerpo o herramienta que efectúa el arranque de material. A su vez, dentro de este cuerpo, se distinguen varias zonas:
    • Chaflán. El chaflán de inicio situado en el extremo e la herramienta y es la zona dnde se produce el corte. El valor del ángulo de este chaflán depende fundamentalmente del material a mecanizar y del método de escariado a utilizar, manual o automático, utilizándose ángulos menores para el método manual y materiales blandos, debido a la disminución de la fuerza axial necesaria.
    • Cono inicial. Es la parte cónica contigua al chaflán donde se produce un arranque de viruta de espesor muy pequeño. Como consecuencia, las virutas en el escariado se arrancan en el sentido radial, a diferencia del taladrado, donde se arrancan en el sentido axial.
    • Zona de dimensionado. Es la siguiente zona cilíndrica donde se produce el acabado del agujero con sus dimensiones y acabado superficial. En esta zona no se produce un arranque de viruta propiamente dicho y los filos de corte van rozando con la superficie del agujero
    • Cono final. Es la zona cónica final que tiene como misión disminuir el rozamiento de la herramienta con el agujero y evitar el excesivo calentamiento de la misma.

Si se realiza un corte transversal sobre un escariador se puede apreciar como las ranuras que lleva talladas dan lugar a unos filos de corte que poseen su cara de desprendimiento e incidencia. El número de filos o dientes varía y suele ser siempre mayor que dos. También se puede observar que los ángulos e desprendimiento utilizados en los escariadores son positivos.

Materiales para herramientas

Como otras herramientas de corte, hay dos categorías de materiales usados para construir escariadores: tratados térmicamente y duros. Los materiales tratados térmicamente están compuestos por diferentes aceros, en particular el carbono simple (sin alear, considerado obsoleto hoy en día) y los aceros de alta velocidad. El material duro más común es el carburo de tungsteno (sólido o con punta), pero también existen escariadores con bordes de nitruro de boro cúbico (CBN) o de diamante.

La principal diferencia entre ambas categorías es que los materiales duros no suelen verse afectados por el calor producido por el proceso de mecanizado y pueden realmente beneficiarse de él. La desventaja es que suelen ser muy quebradizos, y requieren bordes de corte ligeramente romos para evitar la fractura. Esto aumenta las fuerzas involucradas en el mecanizado y por esta razón los materiales duros no suelen ser recomendables para la maquinaria ligera. Los materiales tratados térmicamente, por otro lado, suelen ser mucho más resistentes y no tienen problemas para mantener un borde afilado sin astillarse en condiciones menos favorables (como en el caso de la vibración). Esto los hace adecuados para herramientas de mano y máquinas ligeras.

Lubricación

Durante el proceso de escariado, la fricción hace que la pieza y la herramienta se calienten. La lubricación adecuada enfría la herramienta, lo que aumenta su vida útil. Otro beneficio de la lubricación incluye mayores velocidades de corte. Esto disminuye los tiempos de producción. La lubricación también elimina las virutas y contribuye a un mejor acabado de la pieza de trabajo. Los aceites minerales, los aceites sintéticos y los aceites solubles en agua se utilizan para la lubricación y se aplican por inundación o pulverización. En el caso de algunos materiales sólo se necesita aire frío para enfriar la pieza de trabajo. Esto se aplica por medio de un chorro de aire o un tubo vortex

Tipos de escariadores

tipos de escariadores
Copyright – 2005 – Glenn McKechnie

Existen distintos tipos de escariadores siendo los principales los siguientes:

Escariadores fijos cilíndricos

Los escariadores fijos cilíndricos son herramientas enterizas que se utilizan para calibrar y acabar agujeros, eliminando un espesor de material muy pequeño. Los de diámetro pequeño se construyen enterizos con un mango cónico o cilíndrico par a su acoplamiento, y los de mayor diámetro se construyen huecos y con unas ranuras para la transmisión del movimiento. Los dientes de estos escariadores pueden ser rectos o helicoidales, y en este último caso, las hélices pueden ser a derechas o a izquierdas. Para materiales blandos se utilizan las hélices a izquierdas, para evitar que se claven en el material, mientras que para materiales duros se emplean hélices a derechas, para facilitar la penetración. Estas herramientas se realizan normalmente en acero rápido, existiendo también algunas en las que los filos de corte están constituidos por plaquitas de metal duro soldado.

Escariadores fijos cónicos

Los escariadores fijos cónicos se utilizan para el mecanizado y acabado de agujeros cónicos existiendo escariadores cónicos de desbaste con filos rectos dotados de ranuras rompevirutas, y escariadores cónicos de acabado con filos rectos o helicoidales

Escariadores expansibles

Son escariadores fijos que llevan tres o cuatro ranuras longitudinales que permiten ensancharlos por la acción de un tornillo cónico, consiguiendo pequeñas variaciones de diámetro. Este ensanchamiento se efectúa cuando la herramienta se ha desgastado, con lo que se puede rectificar, y por tanto, aumentar la vida de la misma. Este tipo de escariadores se utiliza para materiales muy abrasivos, que producen u8n gran desgaste de la herramienta, y en ningún caso para variar las dimensiones del agujero. Los acabados y tolerancias que se pueden obtener con ellos son peores, presentando, además la desventaja de estar debilitados en el extremo donde los esfuerzos son mayores.

Escariadores regulables

Los escariadores regulables están formados por unas cuchillas de acero rápido o metal duro, apoyadas sobre una base troncocónica que se desplazan en el sentido radial al desplazar dicho cuerpo por medio de la acción de un tornillo, variando por tanto su diámetro. Este tipo de escariadores, debido a las cuchillas, presentan dientes rectos.

Fuentes

  • Procesos de fabricación. José Domingo Zamanillo Cantolla, Pedro Rosado Castellano
  • Manufacturing Processes Reference Guide. Todd, Robert H.; Allen, Dell K.; Alting, Leo (1994)
  • https://en.wikipedia.org/wiki/Reamer