HERRAMIENTAS

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Foto: www.tewkesburysaw.co.uk

Sierras Circulares:

Soluciones Para El Corte de Metal Paola Andrea Ruiz Rojas Periodista Metal Actual

Elija el disco adecuado.

El ritmo de producción actual, los tiempos de entrega limitados y la exigencia en los procedimientos y buenas prácticas de manufactura, ha llevado a las industrias dedicadas a producir maquinaria y herramienta, a crear soluciones que permitan facilitar los procesos productivos.

Desde siempre, el corte de materiales se ha constituido en todo un reto para las industrias del sector, ya que la elección acertada de las herramientas y maquinarias para tal fin, definen no sólo la calidad y facilidad del corte, sino los tiempos de producción que se dedican al mismo. Los discos, son herramientas utilizadas para realizar cortes en materiales diversos como la madera, el plástico y el metal, precisamente en la industria metalmecánica, los discos o sierras circulares se utilizan específicamente para cortar perfilería, aluminio, acero y materiales no férricos como cobre, bronce y latón.

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Cada disco, está constituido por un cuerpo o núcleo circular dotado en su periferia de una serie de dientes cortantes, cuya configuración en cuanto a número, calidad, densidad y distribución, varía de un disco a otro dependiendo del tipo, la forma y el espesor del material que se vaya a cortar. Las sierras circulares utilizadas en corte de metal, son fabricadas en acero rápido, con aleaciones especiales de cromo, vanadio, wolframio y cobalto. Este tipo de de adiciones a los discos de acero rápido, ha dado lugar a generaciones de discos con características y usos específicos.

Discos de Acero Rápido Los discos de este tipo, son fabricados como su nombre lo índica, en acero rápido de alta velocidad o HSS (High Speed Steel) -por sus siglas en inglés-, dicho material que es el resultado de la aleación del acero normal con elementos como el molibdeno, cobalto o el wolframio y que fue descubierto en 1897 por el Ingeniero Frederik Winslow Taylor, posee gracias a su composición, altos niveles de dureza, gran resistencia al desgaste por altas temperaturas, máxima resistencia a la compresión, buena tenacidad y excelente propiedades de corte. En el mercado se puede encontrar varias clases de acero rápido, cada uno de ellos con cualidades diferentes otorgadas por el tipo de elemento presente en ellos. Dentro de los más comercializados están: • Disco de HSS/DMo5 (M2)

Son discos fabricados en acero super rápido de wolframio – molibdeno. El Mo (molibdeno), se hace presente en la composición del acero en un 5 por ciento, mientras que el wolframio en un 6.4 por ciento. La presencia del Mo ayuda a reducir la fragilidad, aumenta el límite de deformación elástica y la resistencia mecánica, mientras que el wolframio que es un excelente formador de

carburos duros, permite mejorar la tenacidad del disco y aumenta la resistencia a la tracción. Los discos de sierras hechos con este tipo de acero, son aptos para corte en metales y aleaciones cuya dureza esté comprendida entre 500 N/mm2 y 800 N/mm21. Se pueden utilizar en maquinas tronzadoras manuales, semiautomáticas y automáticas para cortar perfilería abierta, redonda o cuadrada. Ángulos de Corte de los Disco HSS - DMo5 de Molibdeno Material

γ°

α°

Acero (700 N/mm)

15°

8°

Acero inoxidable

12°

8°

Latón

15°

15°

Cobre

20°

10°

Bronce

12°

10°

Aluminio

25°

10°

Hierro fundido

10°

6°

Zinc

12°

8°

Fuente: Catalogo Julia Utensili

• Disco de Super CX/ HSS – Co5

Son fabricados en acero super rápido de wolframio – molibdeno y cobalto. El alto porcentaje de cobalto (5 por ciento) presente en el acero, obstaculiza el engrosamiento del grano a altas temperaturas, lo que le otorga una capacidad elevada de corte y dureza. Este tipo de discos, está recomendado especialmente para cortar acero inoxidable, ya que ofrece buena resistencia mecánica. Igualmente son aptos para mecanizar metales no ferrosos, martensíticos, austeníticos y exóticos con dureza superior a los 800 N/mm2, en presentaciones de perfiles macizos o barras perforadas. Pueden utilizarse en tronzadoras manuales, semiautomáticas o automáticas.

Foto: http://i195.photobucket.com

Ángulos de Corte de los Disco HSS - Co5 de Cobalto. Material

γ°

α°

Acero inoxidable

12°

8°

Acero (>800 N/mm)

15°

8°

Inconel

12°

8°

Titanio

12°

8°

Fuente: Catalogo Julia Utensili

El corte de metal se debe hacer con discos de sierra específicos para tal fin.

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De otro lado, es importante mencionar que los diversos avances tecnológicos en esta materia, han permitido además, crear y fabricar discos de HSS con revestimientos y tratamientos especiales, que los hace más versátiles y posibilita su uso en materiales de difícil trabajo. Tal

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es el caso de los discos con tratamiento especial ov antigripante, uno de los más usados actualmente y que mediante una oxidación controlada en la superficie del disco, produce una capa de óxido de hierro (Fe 304) que incrementa la capacidad de auto lubricación de la hoja, lo que repercute en un incremento en la velocidad de corte, mejora en el acabado de la pieza trabajada y duración del disco. Su uso generalmente es para trabajos de corte común, aunque es incompatible químicamente con metales como el aluminio, el cobre, el bronce y sus aleaciones.

175 200 210 225 250 275 300 315 325 350 370 400 425 450 500 525 550 570 600

Espesor

Existen también, los discos con recubrimiento de cromo que son utilizados en máquinas de altas revoluciones para el corte de materiales con alto grado de contaminación, así como aquellos revestidos con titanio que otorga al disco, propiedades especiales como dureza -2200/ 2400 HV-, baja conductividad térmica y bajo coeficiente de fricción, características que reducen la formación de rebabas y velocidades de corte 50 por ciento superiores a las sierras convencionales. Estos discos pueden ser utilizados para corte de acero inoxidable, aceros duros, aleaciones de acero, mezcla acero plástico.

Diámetro

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1.2 1.5 2.0 1.0 1.2 1.5 1.8 2.0 2.5 2.0 1.2 1.5 1.8 1.9 2.0 2.5 1.2 1.6 2.0 2.5 3.0 1.6 2.0 2.5 3.0 2.0 2.5 3.0 3.5 2.0 2.5 3.0 2.0 2.5 3.0 2.0 2.5 3.0 3.5 2.5 3.0 3.5 2.5 3.0 3.5 4.0 2.5 3.0 3.5 4.0 3.0 3.5 4.0 3.0 3.5 4.0 5.0 3.5 4.0 3.5 4.0 4.0 5.0 4.0 5.0

NÚMERO DE DIENTES Y SU FORMA T4

T5

T6

180BW

140BW

110HZ

90HZ

70HZ

200BW

160BW

130HZ

100HZ

80HZ

200BW

160BW

110HZ

80HZ

220BW

180BW

140HZ

120HZ

90HZ

250BW

200BW

160HZ

128HZ

110HZ

100HZ

80HZ

64HZ

280BW 300BW 300BW 320BW 350BW

220BW 220BW 240BW 250BW 280BW 280BW 310BW 320BW 350BW

180HZ 180HZ 200HZ 200HZ 220HZ 220HZ 250HZ 260HZ

140HZ 160HZ 160HZ 170HZ 180HZ 190HZ 200HZ 220HZ 230HZ 260HZ 270HZ 280HZ 300HZ 320HZ

120HZ 140HZ 140HZ

110HZ 120HZ 120HZ 128HZ 140HZ 140HZ 160HZ 160HZ 180HZ 200HZ 210HZ 220HZ 220HZ 240HZ

90HZ 94HZ 100HZ

80HZ

70HZ

110HZ 110HZ 120HZ 130HZ 140HZ 160HZ 164HZ 170HZ 180HZ 190HZ

90HZ 100HZ 100HZ 110HZ 120HZ 130HZ 140HZ 140HZ 150HZ 160HZ

80HZ 80HZ

410BW 440BW 450BW 460BW

310HZ 330HZ 340HZ 360HZ 380HZ

T7

Paso (mm) 78 T9

T3

160HZ 160HZ

T10

T11

T12

T14

T16

64HZ

80HZ

120HZ 120HZ

110HZ

70HZ 80HZ 80HZ 90HZ 100HZ 104HZ

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Foto: www.sitebox.ltd.uk

En el mercado existen muchas marcas de discos de sierra, cada una tiene características que pueden solucionar los problemas de corte en la industria metalmecánica.

Dentado En Los Discos De Acero Rápido El tipo de dentado que se utiliza define no sólo en cuáles superficies puede o no ser utilizado un disco, sino que además garantiza la calidad del corte y el buen desempeño de la herramienta. • Dentados A y Aw

Se encuentran sobre todo en hojas de espesor fino con pasos que oscilan entre entre 0.8 y 3 mm. Su característica principal es una acentuada arista de corte que reduce el vano de descarga. La utilización de discos con este tipo de dentado se hace usualmente en labrados de mecánica de precisión y aquellos trabajos donde no es necesaria una evacuación de virutas.

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• Dentado B y Bw

Son los dentados más comúnmente utilizados para cortar materiales ferrosos. Gracias a que tienen un vano de descarga más amplio que los dientes tipo A, pueden labrar materiales con secciones mayores. Los de tipo Bw, son dientes destalonados alternativamente con los que se divide la viruta en dos partes. Este tipo de dentado es recomendable para el trabajo o corte de elementos tubulares y perfiles con secciones de 3 a 4 mm.

Velocidad de Corte y Avance

• Dentado C

En los discos, el dentado tipo C se realiza alternando dientes devastadores altos y destalonados en ambos lados, y dientes acabadores o bajos con diferencia de 0.2 a 0.3 mm. Esta forma de distribución de los dientes permite quebrar la viruta en tres partes anchas aproximadamente 1/3 del espesor de la sierra. La evacuación correcta y a tiempo de las virutas garantiza la vida útil del disco.

Es importante aclarar que velocidad de corte y velocidad de avance son dos conceptos diferentes, la primera hace referencia a la rotación de la hoja, y la segunda, al descenso del cabezal de la cortadora. Sin embargo, ambas –corte y avance- deben controlarse para optimizar el proceso de mecanizado, ya que no ser así, se incurre en procesos defectuosos que repercuten directamente en el corte. Por ejemplo, si la rotación de la hoja es demasiado elevada respecto al descenso de la cabeza de la cortadora se produce un efecto de pulido y no un corte, esto además desgasta la hoja, si por el contrario la velocidad de descenso en demasiado elevada respecto a la rotación de la hoja no se da el tiempo necesario para la evacuación de la viruta, aspecto que ocasionará el rompimiento de la hoja. Velocidades de corte y avance para discos de acero rápido (V)

(Az)

Materiales

Velocidad de Corte (m/min)

Avance/ Diente (mm)

C10, C15, St34, aceros hasta 500 N/mm2

30 / 50

0,03 / 0,06

C20, C40, 15Cr3, 16MnCr5, aceros hasta 800 N/mm2

20 / 40

0,03 / 0,04

38NCD4, 50CrV4, 14NiCr14, aceros hasta 1.200 N/mm2

15 /25

0,02 / 0,03

Acero inoxidable

10 / 30

0,01 / 0,03

Fundición

30 / 50

0,04 / 0,05

600 / 900

0,04 / 0,09

800 / 1.200

0,03 / 0,07

Bronce y Cobre

200 / 300

0,04 / 0,06

Latón

400 / 600

0,04 / 0,08

Materiales sintéticos

60 / 150

0,04 / 0,08

• Dentado BR

Aluminio (sección maciza) y aleaciones

Es creado específicamente para el corte de tubería y materiales macizos con una resistencia mecánica media – alta. Los discos con dentado tipo BR, poseen un número doble de aristas los que mejora notablemente el acabado y reduce el desgaste en las aristas laterales del disco.

Aluminio (perfil) y aleaciones

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Foto: Catalogo Julia Utensili

El disco en bruto es llevado automáticamente a un horno a una temperatura de 1.200 °C y luego, en el tratamiento de temple anti-deformación, se enfría rápidamente a 60 °C. Finalmente y, después del afilado, los discos se convierten en herramientas muy eficientes para el corte de metales ferrosos y no ferrosos.

De igual forma, es preciso aclarar que existen discos de sierra conocidos como multi-material, hechas para trabajar en varios tipos de material, desde la madera, hasta los metales.

La Elección Correcta Para elegir el disco de sierra adecuado se deben tener en cuenta los siguientes aspectos • Diámetro: Lo más usual es encontrar discos desde 150 hasta 600 milímetros, pero para reconocer cuál es el que mejor se adapta a los requerimientos de corte, es preciso seguir normas tan simples como que el espesor máximo del material aserrado sea un cuarto de diámetro de la herramienta. De otro lado, el plato porta sierra no debe ocupar más de una tercera parte del disco, y dicha dimensión debe conocerse antes de la elección del tamaño del mismo. • Número de dientes y paso dentado: Según los expertos, cuanto más grueso sea el material, mayor debe ser el paso dentado y menor el numero de dientes, mientras que si el material a aserrar es más delgado, menor debe ser el paso y mayor el número de dientes.

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Hojas de sierra de carburo con revestimiento múltiple para corte de metal.

• Ángulos de corte: Los dos ángulos principales son el de ataque o ángulo “Y”, que varía entre 6 grados –negativo- y 35 grados –positivo-, y el ángulo simple. Los elementos de juicio para elegir el ángulo correcto tienen que ver con la calidad del aserrado, el tipo y la dureza de material, así como la velocidad de avance y la posición del disco frente al material a aserrar.

Según los expertos, la preferencia de este tipo de discos para el corte de metal se debe entre otros aspectos, a que poseen una vida útil más larga, ya que permiten el re afilado, no generan contaminación, ni segundos procesos, y son más versátiles, pues pueden ser utilizados en varios tipos de metales.

Foto: http://wn.com/Chop_saw

Selección de pasos Tubos y perfiles estructurales

Barras solidas

Avz=0,05 ÷ 0,08 mm/Z

Avz < 0,08 mm/Z

Avz >0,08 mm/Z T

d

s

T

s

T

d

T

≤ 20 mm

≤ 1 mm

3

> 1 mm

4

≤ 20 mm

5,5

≤ 30 mm

≤ 1,5 mm

5

> 1,5 mm

5,5

≤ 30 mm

7

≤ 40 mm

≤ 2 mm

6

> 2 mm

7

≤ 40 mm

8

≤ 50 mm

≤ 4 mm

6

> 4 mm

7

≤ 50 mm

9

≤ 60 mm

≤ 4 mm

7

> 4 mm

8

≤ 60 mm

10

12

≤ 70 mm

≤ 3 mm

7

> 3 mm

8

≤ 70 mm

11

12

≤ 80 mm

≤ 4 mm

8

> 4 mm

10

≤ 80 mm

12

14

≤ 90 mm

≤ 4 mm

8

> 7 mm

10

≤ 90 mm

12

14

≤ 100 mm

≤ 7 mm

10

> 5 mm

12

≤ 100 mm

14

16

≤ 120 mm

≤ 5 mm

10

> 5 mm

12

≤ 120 mm

14

16

≤ 140 mm

≤ 4 mm

10

> 4 mm

12

≤ 140 mm

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Fuente: Catalogo Julia Utensili

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Foto: http://cfnewsads.thomasnet.com

En el mercado existen muchas marcas de discos de sierra, cada una tiene características que pueden solucionar los problemas de corte en la industria metalmecánica.

La duración, productividad y efectividad de los discos de corte, depende principalmente de una adecuada selección, en donde los factores anteriormente mencionados deben tenerse en cuenta para sacar el máximo provecho y capacidad de trabajo de cada disco de sierra. Citas 1) N/mm2 = Newton por milímetro cuadrado.

Fuentes • John Jairo Peña. Director Comercial, Sierras y Equipos. [email protected] • Rafael Quintero. Asesor Comercial Sierras y Equipos. [email protected] • Diógenes Barrantes. Gerente General COMAFIL, Herramientas y Afilados Ltda. [email protected] • Oficina Española de Patentes y Marcas, Número de Publicación 1 059 314. Catálogo Discos para Sierra, Hitachi. • http://www.sierrasyequipos.com/notasdeinteres.html - http://issuu.com/ chrono18/docs/sierra_circular_de_acero_rapido__hss__litografia/1 http://asein.mfvieira.com/index_html_files/07_discos%20hss.pdf - http:// www.bosch-pt.es/download/ACC_0910_CIRCULAR_SAWS_ES-es.pdf

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