EL TALADRADOHISTORIA DEL TALADRO

Taladrar requiere imprimir unmovimiento de rotacina la herramienta. El procedimiento ms antiguo que se conoce para ello es el denominado "arco de violn", que proporciona una rotacin alternativa.Un bajorrelieve egipcio del ao 2700 a.C. muestra una herramienta para taladrar piedra accionada de otra manera, mediante un mango.

A finales de laEdad Mediaest documentado el uso de taladradoras manuales llamadasberbiqus.

Siglo XIX 1838: primertaladro de sobremesahecho enteramente de metal (James Nasmyth). 1850:taladro de columnacontransmisin a correayengranajes cnicos(Joseph Whitworth). 1851: primertaladro radial(Sharp, Roberts & Co). 1860: invencin de labroca helicoidalporMartignon, que reemplaza rpidamente a las brocas en punta de lanza utilizadas hasta entonces. 1898: invencin delacero rpido, que permite aumentar significativamente la velocidad de taladrado.Siglo XXLas tecnologas desarrolladas durante laRevolucin Industrialse fueron aplicando a las taladradoras, que de esta manera fueron pasando a ser accionadas elctricamentey a ser cada vez ms precisas gracias a lametrologay ms productivas gracias a nuevos materiales como elcarburo de silicioo eltungsteno. Sin embargo, en su arquitectura las mquinas se conservaron casi sin cambios las formas que haban sido puestas a punto a lo largo del siglo XIX.La aparicin delcontrol numricoa partir de los aos 1950 y sobre todo delcontrol numrico por computadoraa partir de los 1970 revolucion las mquinas-herramienta en general y las taladradoras en particular. La microelectrnica permiti integrar las taladradoras con otras mquinas-herramienta comotornoso mandrinadoraspara formar "centros de mecanizado" polivalentes gestionados por ordenador.

CONCEPTO DE TALADROEltaladroes unamquina herramientadonde se mecanizan la mayora de losagujerosque se hacen a las piezas en los talleres mecnicos. Destacan estasmquinaspor la sencillez de su manejo. Tienen dos movimientos: El derotacinde labrocaque le imprime elmotor elctricode la mquina a travs de unatransmisinporpoleasyengranajes, y el deavancede penetracin de la broca, que puede realizarse de forma manual sensitiva o de forma automtica, si incorpora transmisin para hacerlo.Se llamataladrara la operacin demecanizadoque tiene por objeto producir agujeros cilndricos en una pieza cualquiera, utilizando como herramienta unabroca. La operacin de taladrar se puede hacer con un taladro porttil, con una mquina taladradora, en untorno, en unafresadora, en uncentro de mecanizadoCNC o en unamandrinadora.De todos los procesos de mecanizado, el taladrado es considerado como uno de los procesos ms importantes debido a su amplio uso y facilidad de realizacin, puesto que es una de las operaciones de mecanizado ms sencillas de realizar y que se hace necesario en la mayora de componentes que se fabrican.Casi la totalidad de agujeros que se realizan en las diferentes taladradoras que existen guardan relacin con la tornillera en general, es decir la mayora de agujeros taladrados sirven para incrustar los diferentes tornillos que se utilizan para ensamblar unas piezas con otras de los mecanismos o mquinas de las que forman parte.Segn este criterio hay dos tipos de agujeros diferentes los que son pasantes y atraviesan en su totalidad la pieza y los que son ciegos y solo se introducen una longitud determinada en la pieza sin llegarla a traspasar, tanto unos como otros pueden ser lisos o pueden ser roscados.Respecto de los agujeros pasantes que sirven para incrustar tornillos en ellos los hay de entrada avellanada, para tornillos de cabeza plana, agujeros de dos dimetros para insertar tornillos allen y agujeros cilndricos de un solo dimetro con la cara superior refrentada para mejorar el asiento de la arandela y cabeza del tornillo. El dimetro de estos agujeros corresponde con el dimetro exterior que tenga el tornillo.Respecto de los agujeros roscados el dimetro de la broca del agujero debe ser la que corresponda de acuerdo con el tipo de rosca que se utilice y el dimetro nominal del tornillo. En los tornillos ciegos se debe profundizar ms la broca que la longitud de la rosca por problema de la viruta del macho de roscar.

Representacin grfica de los agujeros ciegos roscados

VENTAJAS DEL PROCESO Operacin rpida. Precisin y acabado superficial mejorados en comparacin confundicin/forja. Posibilidad de realizar agujeros de diferentes dimetros. Diferentes materiales (limitacin en materiales muy duros).

LIMITACIONES DEL PROCESO Agujeros con elevada relacin longitud/profundidad. Acabado de agujeros puede ser no suficiente en algunas aplicaciones.

DESCRIPCIN DEL PROCESO DE TALADRADOAPLICACIONESMecanizado de agujeros de diferente profundidad y dimetro.COMBINACIN DE DOS MOVIMIENTOS MOVIMIENTO PRINCIPAL Giro de la herramienta, llamada BROCA. Consumo de Potencia y Velocidad mayor que el movimiento de avance. MOVIMIENTO DE AVANCE Siempre en direccin paralela al eje de la broca.PARTES DEL TALADROEsta es una taladradora sensitiva llamada de columna o pedestal, siendo sus partes principales: la base o pedestal A, el cual sirve de apoyo o sustentacin de la mquina, bastidor o columna B, que soporta el mecanismo de transmisin del movimiento y sujecin de la herramienta y dentro del cual se encuentra la cremallera H, con la que se logra el desplazamiento vertical de la mesa soporte de pieza F, en la que se coloca la pieza a taladrar, lo cual se realiza mediante el movimiento de rotacin y avance de la mecha o broca I, la que est sujeta por el husillo o porta mecha D, quien recibe el movimiento de giro y la potencia para el corte del material del motor G a travs del mecanismo de transmisin C, y el movimiento de avance vertical por el mecanismo de palanca y cremallera E.

MECANISMO DE TRANSMICIN

MOTOR

PALANCAHUSILLO

BASTIDOR O COLUMNAMECHA O BROCA

CREMALLERASOPORTE DE PIEZA

BASE O PEDESTAL

PARMETROS BSICOS DE UNA OPERACIN DE TALADRADO Velocidad de corteSe define como velocidad de corte lavelocidad linealde la periferia de la broca u otra herramienta que se utilice en la taladradora (Escariador,macho de roscar, etc.). La velocidad de corte, que se expresa en metros por minuto (m/min), tiene que ser elegida antes de iniciar el mecanizado y su valor adecuado depende de muchos factores, especialmente de la calidad y tipo de broca que se utilice, de la dureza y la maquinabilidad que tenga el material que se mecanice y de la velocidad de avance empleada. Las limitaciones principales de la mquina son su gama de velocidades, la potencia de los motores y de la rigidez de la fijacin de la pieza y de la herramienta.

Vc: Velocidad de corte (m/min) D: Dimetro de la broca en (mm) N: Veloc. de rotacin (rpm)

La velocidad de corte excesiva puede dar lugar a: Desgaste muy rpido del filo de corte de la herramienta. Deformacin plstica del filo de corte con prdida de tolerancia del mecanizado. Calidad del mecanizado deficiente.

La velocidad de corte demasiado baja puede dar lugar a: Formacin de filo de aportacin en la herramienta. Efecto negativo sobre la evacuacin de viruta. Baja productividad. Coste elevado del mecanizado.

Velocidad de avanceEl avance o velocidad de avance en el taladrado es la velocidad relativa entre la pieza y la herramienta, es decir, la velocidad con la que progresa el corte. El avance de la herramienta de corte es un factor muy importante en el proceso de taladrado. Vf (mm/min)

Efectos de la velocidad de avance Decisiva para la formacin de viruta Afecta al consumo de potencia Contribuye a la tensin mecnica y trmica

La elevada velocidad de avance da lugar a: Buen control de viruta Menor tiempo de corte Menor desgaste de la herramienta Riesgo ms alto de rotura de la herramienta Elevada rugosidad superficial del mecanizado.

La velocidad de avance baja da lugar a: Viruta ms larga Mejora de la calidad del mecanizado Desgaste acelerado de la herramienta Mayor duracin del tiempo de mecanizado Mayor coste del mecanizado

Avance por Filo Fz: Avance (mm/diente) Vf: Velocidad de Avance (mm/min) z: N de filos N: Veloc. de rotacin (rpm)

SECCIN DE VIRUTA, FUERZA DE CORTE Y POTENCIA DE CORTEEspesor de Corte, ac (mm): ac: Espesor de corte (mm) fz: Avance por filo (mm) r : ngulo de posicin

Anchura de Viruta, aw(mm): aw: Anchura de viruta (mm) D: Dimetro de la broca (mm) r : ngulo de posicin

Seccin de viruta, Sc(mm2): Sc: Seccin de viruta (mm2) ac: Espesor de corte (mm) aw: Anchura de viruta (mm)

Sc: Seccin de viruta (mm2) fz: Avance por filo (mm) D: Dimetro de la broca(mm)

Fuerza de corte, Fc(N): Fc: Fuerza de corte (N) ps: Energia especfica de corte (N/mm2) Sc : Seccin de viruta (mm2) Potencia de corte, Pc(W):

z: N de filos Pc: Potencia de corte (W) Fc: Fuerza de corte (N) Vc : Velocidad de corte (m/min

Accesorios de las taladradorasPortabrocasElportabrocases el dispositivo que se utiliza para fijar la broca en la taladradora cuando las brocas tienen el mango cilndrico. El portabrocas va fijado a la mquina con un mango decono Morsesegn sea el tamao del portabrocas.Los portabrocas se abren y cierran de forma manual, aunque hay algunos que llevan un pequeo dispositivo para poder ser apretados con una llave especial. Los portabrocas ms comunes pueden sujetar brocas de hasta 13 mm de dimetro. Las brocas de dimetro superior llevan un mango de cono morse y se sujetan directamente a la taladradora.MordazaEn las taladradoras es muy habitual utilizar mordazas u otros sistemas de apriete para sujetar las piezas mientras se taladran. En la sujecin de las piezas hay que controlar bien la presin y la zona de apriete para que no se deterioren.

Pinzas de apriete cnicasCuando se utilizan cabezales multihusillos o brocas de gran produccin se utilizan en vez de portabrocas, cuyo apriete es dbil, pinzas cnicas atornilladas que ocupan menos espacio y dan un apriete ms rgido a la herramienta.

GraneteSe denomina granete a una herramienta manual que tiene forma de puntero de acero templado afilado en un extremo con una punta de 60 aproximadamente que se utiliza para marcar el lugar exacto que se ha trazado previamente en una pieza donde haya que hacerse un agujero, cuando no se dispone de una plantilla adecuada.

Plantillas de taladradoCuando se mecanizan piezas en serie, no se procede a marcar los agujeros con granetes sino que se fabrican unas plantillas que se incorporan al sistema de fijacin de la pieza debidamente referenciada. Las plantillas llevan incorporado unos casquillos guas para que la broca pueda encarar los agujeros de forma exacta sin que se produzcan desviaciones de la punta de la broca. En operaciones que llevan incorporado un escariado o un roscado posterior los casquillos guas son removibles y se cambian cuando se procede a escariar o roscar el agujero.

Afiladora de brocasEn las industrias metalrgicas que realizan muchos taladros, se dispone de mquinas especiales de afilado para afilar las brocas cuando el filo de corte se ha deteriorado. El afilado se puede realizar en unaamoladoraque tenga la piedra con grano fino pero la calidad de este afilado manual suele ser muy deficiente porque hay que ser bastante experto para conseguir los ngulos de corte adecuados. La mejor opcin es disponer deafiladoras de brocas.

Control de viruta y fluido refrigerante

Estos dos factores son muy importantes en el proceso de taladrado. La generacin de formas y tamaos de viruta adecuados, y tambin su evacuacin, es vital para realizar correctamente cualquier operacin de taladrado. Si el proceso no es correcto, cualquier broca dejar de cortar despus de poco tiempo porque la viruta se quedar atascada en el agujero. Con las brocas modernas las velocidades de perforacin son muy elevadas pero esto solo ha sido posible gracias a la evacuacin eficaz de la viruta mediante el fluido de corte.Todas las brocas helicoidales disponen de canales para evacuar la viruta. Durante el mecanizado se inyecta fluido de corte en la punta de la broca para lubricarla y para evacuar la viruta por los canales.La formacin de la viruta est determinada por el material de la pieza, la geometra de la herramienta, la velocidad de corte y en cierta medida por el tipo de lubricante que se utilice. La forma y longitud de la viruta son aceptables siempre que permitan su evacuacin de manera fiable.Escariado o alesado

Como los agujeros realizados en el trabajo de taladrado, y especialmente cuando se utiliza una broca helicoidal con solo dos filos de corte, no resultan perfectamente cilndricos ni uniformes, y presentan adems una superficie que no del todo lisa, es necesario, cuando el mismo requiere una terminacin dentro de ciertos valores y grado de precisin, completar la operacin mediante el trabajo de escariado o el de alesado, para lo cual se pueden utilizar la propia taladradora o tambin tornos, adems de las propias mquinas herramientas especficas para dicho trabajo, denominadas alesadoras o mandriladoras.

Ambas operaciones, de escariado y el alesado, son similares, consistiendo la diferencia en que en el alesado se quita menor cantidad de material que en el escariado, siendo un verdadero torneado interior. Generalmente el trabajo de alesado se realiza adems para lograr un agujero de mayor dimetro de gran precisin.

El escariado se realiza con una herramienta llamada escariador, la cual presenta distintas formas segn sea el trabajo para el cual se lo utilice, mostrndose en la figura (Fig.5.32 a) modo de ejemplo, dos tipos diferentes de ellos; los escariadores son herramientas de filos mltiples de cortes y que estn construidas dentro de tolerancias exigidas segn el grado de precisin requerido, en tanto que para el alesado se pueden utilizar distintos tipos de herramientas, como por ejemplo herramientas de torno, que cumplan con el objetivo buscado.

TALADRADO DE DIVERSOS MATERIALES1.- METALESAl taladrar metales se produce una friccin muy grande por lo que siempre es recomendable refrigerar con taladrina. La taladrina es un lquido refrigerante y lubricante compuesto de muchos elementos (agua, aceite, antioxidantes, antiespumantes, etc). Si no se dispone de ella se puede refrigerar con agua simplemente. Las brocas al cobalto pueden utilizarse sin refrigerante.El taladro debe usarse sin percusin, y cuanto ms duro sea el metal a taladrar, ms problemtico (acero inoxidable) y ms duracin o precisin queramos, mejor deber ser la broca.2.- PLSTICOSPara taladrar plsticos deberemos utilizar brocas para metal y el taladro sin percusin. No es necesario ningn cuidado especial debido a que suele ser un material blando. Las posibles rebabas que queden se quitan fcilmente con una lima o con lija.3.- MATERIALES DE OBRA CON BROCAS MULTIUSO O UNIVERSALESLas mejores brocas para taladrar materiales de obra son las multiuso o universales, ya que como hemos visto antes, no hay que poner percusin pues taladran cortando el material. De esta forma, evitamos el peligro de rotura en materiales frgiles como los azulejos o el mrmol, y taladraremos sin problemas materiales dursimos como el gres, el hormign o la piedra. No necesitaremos un taladro de ltima generacin para taladrar, ya que no es necesaria excesiva potencia ni velocidad y adems no admiten percusin.4.- MATERIALES DE OBRA CON BROCAS ESTNDAR PARA PAREDESSi utilizamos brocas convencionales, conviene escoger una calidad profesional, sobre todo en materiales muy duros como el mrmol, el hormign, la pizarra, el granito, y en general todo tipo de piedra. Adems en algunos de estos materiales (hormign, piedra, etc) se hace imprescindible el uso de un martillo percutor, ya que con un taladro convencional podemos eternizarnos e incluso quemarlo. Para centrar bien el taladro podemos empezar sin utilizar la percusin, para ponerla en cuanto est iniciado el orificio. AZULEJOS.El problema con los azulejos consiste en centrar bien la broca, ya que su superficie es muy resbaladiza. Por tanto, lo mejor es marcar primero con ayuda de un granete, un punzn o en ltimo caso con un clavo, el punto a taladrar para que se descascarille un poquito el azulejo y la broca no se mueva del sitio. Debe empezar con pocas revoluciones y sin percutor. La presin sobre el taladro tambin debe ser poca para evitar que se raje el azulejo. Para taladrar azulejos, cermica, porcelana, etc, tambin pueden usarse las brocas para cristal. GRES.El gres es un material muy duro y por tanto es imprescindible el uso de brocas de mxima calidad y muy recomendable la utilizacin de un martillo percutor o un taladro profesional. Debe empezarse sin percusin y ponerla una vez iniciado el taladro. MRMOL.Taladrar mrmol es delicado y siempre existe la posibilidad de que se desconche en la superficie e incluso llegue a rajarse. Debe usar el taladro a bajas revoluciones y utilizar una broca de widia de mxima calidad e incluso buscar brocas profesionales exclusivas para mrmol. Procure no taladrar cerca de los bordes de cada losa ni en fisuras apreciables a simple vista, y mantenga el taladro con buen pulso lo ms perpendicularmente posible a la superficie. Ejerza una presin regular sobre el taladro durante el taladrado.Otro mtodo muy efectivo es taladrar primero con una broca muy fina (3 o 4mm por ejemplo) e ir agrandando el agujero progresivamente utilizando brocas ms gruesas. De esta forma es prcticamente imposible que estropeemos la superficie a la vez que el centrado del agujero ser ms exacto.

5.- MADERASLa madera es un material bastante blando por lo general y solo requiere la utilizacin de brocas especiales para madera y el uso del taladro sin percusin. Con algunas maderas muy duras podemos utilizar brocas para metal que tendrn mejor rendimiento.Para la utilizacin de brocas planas es muy recomendable el uso de soporte vertical o taladro de columna, ya que este tipo de broca debe entrar totalmente perpendicular a la superficie a taladrar.Un problema comn y ya comentado es el astillamiento de la madera en taladros pasantes a la salida de los mismos. Este astillamiento es ms pronunciado en tableros macizos y contrachapados al tener direccin de la fibra (se arranca un trozo de fibra normalmente ms largo que el dimetro del agujero). En el MDF y aglomerados, tambin se produce un rompimiento de material aunque menos acusado.Lo primero para minimizar este problema es utilizar la broca bien afilada y adecuada al material que estemos taladrando. En madera se debe utilizar una broca de tres puntas. Esta broca tiene tres puntas para cortar primero el crculo exterior del taladro y evitar precisamente el rompimiento del material. Pero hace falta no ejercer casi presin a la salida del taladro, aparte de guiar la broca perfectamente, por lo que se hace muy necesaria la utilizacin de un soporte vertical. El soporte vertical tiene un desmultiplicador con el que la presin sobre el taladro se domina mucho mejor y el agujero saldr prcticamente limpio. Tambin se minimiza el problema utilizando otra madera inservible a modo de sufridera que se pone debajo de la madera a taladrar. Otro truco es empezar el taladro por la otra cara antes de que traspase totalmente, pero tiene el inconveniente del difcil centrado perfecto del segundo taladro.6.- CRISTALPara taladrar vidrio tan solo hace falta disponer de brocas especiales que tienen una punta de metal duro (carburo de silicio o widia) en forma de punta de lanza. Se debe refrigerar y lubricar con trementina (aguarrs), agua o petrleo. Es muy conveniente fijar firmemente la pieza y utilizar un soporte vertical. El taladro debe girar a muy bajas revoluciones, y la presin de avance debe ser pequea.La refrigeracin puede conseguirse poniendo un cerco o anillo de masilla o plastilina alrededor del punto a taladrar llenndolo seguidamente del refrigerante (trementina, agua o petrleo).