¿Qué es el mecanizado de ranuras? Tipos, procesos y herramientas

¿Alguna vez has visto esos huecos en la superficie de diferentes productos? Esos huecos, ranuras o zanjas son estándar en las piezas que encajan entre sí. Por ejemplo, estas ranuras o surcos se hacen en las tuberías para sujetar los anillos de sellado. Estos huecos se hacen mediante el mecanizado de ranuras. Pero, ¿qué es el mecanizado de ranuras?

 

Es más probable que no tengas ninguna información sobre esta técnica si estás aquí. ¿Verdad? El mecanizado de ranuras utiliza fresadoras o tornos para crear ranuras. Estas ranuras son útiles para encajar una pieza en otra. Este tema es complejo y requiere una explicación con las palabras más sencillas. Eso es lo que haré en este artículo. Así que, ¡comencemos!

 

¿Qué es el mecanizado de ranuras?

 

El mecanizado de ranuras es un proceso que crea ranuras o canales en la superficie de diferentes materiales. Estas ranuras o surcos son útiles para encajar una pieza en otra. Hay diferentes herramientas de ranurado disponibles para ayudar a crear ranuras precisas. En este proceso se utilizan fresadoras o tornos.

 

El ranurado es algo que puede parecer relativamente nuevo. Sin embargo, los productos que se someten a ranurado están muy extendidos en nuestras vidas. ¿Has visto los tornillos que tienen esos pequeños huecos en su superficie? Esas roscas o huecos son el resultado de este mecanizado de ranuras. Debido a esas ranuras en el tornillo, puede encajar fácilmente en los agujeros.

 

¿Has visto tuberías con líneas o canales consecutivos? Esos canales ayudan a evitar fugas de agua. ¿Cómo? Puedes poner anillos de sellado en las líneas o canales de las tuberías. Este tipo de mecanizado es frecuente en las industrias automovilísticas. El concepto de ranurado no es nuevo. Se ha utilizado durante varias décadas.

 

Sin embargo, la forma en que se hacen estas ranuras ha experimentado avances. En el pasado, los trabajadores tenían que grabar esas ranuras en piedras. Solía ​​ser un proceso lento y tedioso. Sin embargo, ahora las fresadoras con herramientas de ranurado hacen la vida más fácil. Estas máquinas con herramientas dedicadas crean canales en poco tiempo. Además, su precisión es insuperable.

 

Tipos de mecanizado de ranuras

 

El mecanizado de ranuras tiene muchos tipos. Cada tipo varía en términos de cómo crea canales en la superficie. Además, esos tipos son particulares en su trabajo. Un tipo específico de ranura también puede requerir un tipo específico de mecanizado. Profundicemos y analicemos los diferentes tipos de mecanizado de ranuras.

 

1- Ranurado externo

 

En este tipo, se realizan ranuras o canales en la superficie exterior de la pieza de trabajo. Los canales o ranuras resultan útiles para unir fácilmente dos piezas. Por ejemplo, verá ranuras externas en las tuberías. Estas ranuras presentes en las tuberías mantienen los anillos de sellado firmemente. Como resultado, no verá ningún tipo de unión en esas juntas.

 

2- Ranurado interno

 

Este tipo de ranurado está relacionado con el lado interno de un objeto hueco. Los canales o ranuras están presentes dentro de la estructura hueca. Luego, puede colocar cualquier otra pieza dentro de esa estructura hueca. Estas ranuras permiten que la pieza correspondiente entre fácilmente y haga conexiones ajustadas. Recuerde, el ranurado interno es el tipo opuesto al ranurado externo. Los cojinetes y los bujes constan de ranurado interno. Estos canales o cortes ayudan a la rotación correcta de estos componentes.

 

3- Ranurado de cara

 

El ranurado de cara es diferente del ranurado interno y externo. Implica la creación de canales o cortes en la cara frontal del disco o pieza de trabajo. En palabras simples, no tendrá que hacer una ranura dentro o en la superficie externa del material. En el interior, estos canales se crean en la cara que apunta hacia arriba.

 

El ejemplo incluye la creación de un canal en un disco para colocar juntas o juntas tóricas. Permítame explicarlo con otro ejemplo. Imagine que tiene piezas planas que desea unir. Antes de unirlas, puede crear canales en la cara del disco. Estos canales ayudarán a hacer conexiones y sujetar la grasa y las juntas tóricas.

 

4- Ranurado de chavetero

 

Como sugiere el nombre, el ranurado de chavetero se realiza dentro de la estructura hueca. Estas ranuras ayudan a que la llave entre en la estructura y bloquee el mecanismo. ¿Has notado que la palanca de la bicicleta y la manivela permanecen conectadas? Si no permanecen juntas, la bicicleta no funcionará.

 

El ranurado se realiza dentro de la palanca y la grieta. Luego, la llave se introduce en esas ranuras para mantener juntos el pedal y la manivela. Entonces, cuando presionas la palanca, el movimiento se desplaza a la cadena. Como resultado, la bicicleta funciona. Muchos motores eléctricos también dependen de estas ranuras. Ayudan a unir el rotor del motor al eje para que el motor eléctrico pueda funcionar.

 

5- Ranurado de contorno

 

El ranurado de contorno es una tecnología muy singular, ya que crea canales en superficies curvas. Generalmente, los cortes, roscas o canales se hacen en una superficie recta. Crear tales ranuras es relativamente más fácil. Sin embargo, en el ranurado de contorno, se utiliza una superficie curva.

 

Este tipo de ranurado se utiliza en la industria automotriz. Los ingenieros crean ranuras en diferentes partes del motor que tienen superficies curvas. Además, muchas botellas tienen este tipo de ranuras en el cuello. La tapa encaja fácilmente en esas ranuras. Es posible que veas este tipo de botellas en la industria farmacéutica que contienen jarabes.

 

6- Ranurado de rosca

 

El ranurado de rosca se diferencia de otros en la forma de la ranura que crea. No hace esos pequeños huecos. En cambio, notarás más cortes o canales en forma de espiral dentro del lado exterior de la pieza de trabajo. Estas espirales ayudan a colocar una pieza dentro de otra. Verás ranuras de rosca en los tornillos o pernos. Con la ayuda de estas ranuras en forma de rosca, los tornillos pueden moverse dentro del orificio.

 

Proceso o funcionamiento del mecanizado de ranuras

 

En la sección anterior, mencioné algunos tipos populares de ranurado. Pero la pregunta es, ¿cómo crea el mecanizado de ranuras canales o cortes tan precisos? Esos canales satisfacen rápidamente las necesidades sin causar el problema de la incompatibilidad. Recuerde, el mecanizado de ranuras tiene algunos pasos. Entremos en detalles y analicemos algunos pasos.

 

1- Diseño de la forma

 

El funcionamiento de las máquinas de ranurado comienza con el diseño de la forma de las ranuras. Como dije anteriormente, existen diferentes tipos de ranuras. Los ingenieros definen qué tipo de ranura se ajustará y satisfará sus necesidades. Una vez determinado, diseñan la forma de esas ranuras.

 

Sin embargo, la pregunta es cómo diseñar la forma requerida de la ranura. Esa es una pregunta del millón de dólares. La mayoría de los fabricantes no tienen habilidades de diseño. Por lo tanto, buscan la ayuda de diseñadores CAD expertos. Esos diseñadores se especializan en crear formas en la dirección de los ingenieros. Estos diseños juegan un papel clave en la creación de ranuras finales.

 

2- Instrucciones computarizadas

 

Este es un paso clave ya que crea instrucciones codificadas o programadas a partir del diseño. Hay diferentes herramientas disponibles para leer el diseño y desarrollar códigos. CAM (fabricación asistida por computadora) es la herramienta más popular para realizar el trabajo. El diseño que creamos en el primer paso no se utiliza directamente. En cambio, creamos instrucciones.

 

Déjame explicarte por qué. El sistema computarizado del sistema CNC solo entiende instrucciones codificadas. Guiamos a la computadora para mover las herramientas para obtener los patrones de ranurado finales. Se utilizan máquinas de fresado o torno CNC que dependen de su sistema CNC. Su sistema CNC entiende nuestras instrucciones codificadas y actúa en consecuencia.

 

3- Alimentación de código y ejecución de instrucciones

 

Las máquinas CNC constan de su interfaz (computarizada). El operador introduce nuestras instrucciones codificadas en la computadora. Luego se enciende la máquina de fresado o torno CNC (según su uso). Puede utilizar cualquiera de estas máquinas, pero utilice herramientas de ranurado correctoras. Recuerde, las herramientas de ranurado están instaladas en esas máquinas.

 

La función original de esas máquinas no es crear ranuras. En su lugar, instalamos herramientas de ranurado que crean ranuras o cortes. Antes de encender la máquina, asegúrese de instalar las herramientas adecuadas para su tipo de ranurado. Una vez que se montan las herramientas, la pieza de trabajo se instala en la máquina.

 

Una vez que se enciende la máquina, el sistema CNC analiza las instrucciones codificadas. Luego envía un mensaje a las herramientas de ranurado para que se muevan de acuerdo con las instrucciones. Esas herramientas cortan y crean canales de acuerdo con las instrucciones. Si las instrucciones son correctas, el operador tendrá ranuras 100% precisas en la pieza de trabajo.

 

Aspectos destacados rápidos: Hay diferentes herramientas de ranurado disponibles. Cada una crea ranuras únicas. Por lo tanto, elegir las herramientas adecuadas para la forma de ranura deseada es crucial. Las herramientas incorrectas crearán canales incorrectos y viceversa. Esto significa que debe conocer la función de las diferentes herramientas de ranurado antes de usarlas.

 

Herramientas utilizadas en el mecanizado de ranuras

 

Como se dijo anteriormente, existen distintos tipos de herramientas para ranurar. Estas herramientas hacen posible el mecanizado de ranuras. Recuerde que no existe ninguna máquina de ranurar que controle por sí sola la creación de ranuras. En cambio, los fabricantes utilizan fresadoras o tornos y montan herramientas de ranurado. Esas herramientas están especializadas en crear las ranuras deseadas. Aquí está la lista de herramientas esenciales:

• Insertos de ranurado
• Herramientas de ranurado frontal
• Fresas de extremo y herramientas de torneado
• Herramientas de ranurado de diámetro interior
• Herramientas de ranurado de diámetro exterior
• Herramientas de tronzado para cortes o canales más profundos
• Portaherramientas (para mantener diferentes herramientas en un solo lugar)
• Herramientas de control de viruta para garantizar que ningún desperdicio afecte el funcionamiento de las máquinas.

 

Cosas a tener en cuenta al elegir una herramienta de ranurado

 

En la sección anterior, mencioné varias herramientas. Las herramientas de ranurado ofrecen ranuras únicas según su naturaleza. Entonces, ¿cómo sabría qué herramienta de ranurado se adapta a sus necesidades? ¡No se preocupe! En la siguiente sección, analizaré algunos factores que lo ayudarán a elegir las herramientas adecuadas.

 

• Geometría de la ranura: la forma de la ranura que desea en diferentes productos puede variar. La profundidad, la longitud y el tamaño de la ranura afectan la selección de la herramienta. Las herramientas que debe utilizar cumplen con el requisito de geometría de la ranura.
• Tipo de ranura: los fabricantes crean diferentes tipos de ranuras en las piezas. Por ejemplo, a veces el ranurado externo es más adecuado. Por lo tanto, se deben utilizar herramientas de ranurado externo en esos casos. De manera similar, las herramientas de ranurado frontal brindarán resultados precisos cuando se utilicen para ranurado frontal. Recuerde, las herramientas adecuadas para la ranura adecuada.
• Material de la pieza de trabajo: el ranurado se puede realizar con diferentes materiales. Algunos ejemplos incluyen metales, plásticos, madera y compuestos. Debe elegir las herramientas de ranurado que sean compatibles con su material. Si la herramienta no es perfectamente compatible, enfrentará muchos problemas relacionados con la precisión.
• Compatibilidad del refrigerante: hay diferentes refrigerantes disponibles en el mercado. Su función es enfriar las herramientas y mejorar su trabajo. Recuerde que las herramientas se calientan debido a la fricción al crear ranuras. Debe utilizar el refrigerante que recomiende el fabricante de la herramienta.

 

¿Cuáles son los parámetros clave del mecanizado de ranuras?

 

El mecanizado de ranuras se destaca por su precisión. Pequeñas imprecisiones pueden provocar problemas graves en la calidad de las ranuras o canales. Hay algunos parámetros que pueden ser muy importantes. Si los tiene en cuenta, siempre obtendrá ranuras excelentes en la superficie de las piezas de trabajo. Aquí está su lista:

• Velocidad de corte: siempre debe prestar especial atención a la velocidad a la que se mueven las herramientas de ranurado. Una velocidad muy alta puede provocar que las herramientas se sobrecalienten. Como resultado, comenzarán a funcionar mal y afectarán la precisión. Elija siempre una velocidad equilibrada para las herramientas.
• Velocidad de avance: la velocidad a la que las herramientas de corte se adaptan a la pieza de trabajo. Si las herramientas de corte trabajan rápidamente, pronto harán el trabajo. Sin embargo, las herramientas pueden dañarse si se trabaja en una pieza de trabajo demasiado rápido.
• Control de vibración: la vibración es un problema grave que puede afectar significativamente la precisión. Las herramientas que vibran al cortar pueden provocar errores. Por lo tanto, siempre debe mantener la máquina a una velocidad moderada. ¿Por qué? Porque reducirá el nivel de vibración. Si la máquina es nueva, es menos probable que vibre.
• Profundidad de corte: se define como la cantidad de material cortado o eliminado de una sola vez. Ajuste constantemente la profundidad del corte para que coincida con la profundidad y la forma de la ranura. Puede reducir la profundidad de corte si no necesita eliminar mucho material.
• Fuerza de corte: este factor se relaciona con la velocidad de las herramientas de corte. Las fresas o las herramientas de ranurado no deben cortar la pieza de trabajo con fuerza. ¿Por qué? Cuando se aplica más fuerza a las herramientas, es más probable que se sobrecalienten. Además, las herramientas también pueden dañarse si la fuerza es demasiado fuerte.
• Tolerancia y acabado de la superficie: la tolerancia es un parámetro importante que afecta la precisión. Recomiendo encarecidamente crear siempre ranuras con tolerancias ajustadas. Reducirá las posibilidades de errores y obtendrá los resultados deseados. Una tolerancia floja siempre lo pone en riesgo de cometer errores. Además, debe concentrarse en obtener un acabado de superficie óptimo.

 

Ventajas y desventajas del mecanizado de ranuras

 

No hay duda de que el mecanizado de ranuras ofrece muchas ventajas. Uno puede pensar en elegir esta técnica cada vez. ¿Verdad? Sin embargo, esta técnica tiene algunas desventajas y limitaciones. En la sección siguiente, analizaré las ventajas y desventajas del mecanizado de ranuras. Esto le ayudará a comprender mejor este proceso.

Pros of Groove Machining	Cons of Groove Machining
Suitable for various groove shapes and sizes.	Tools wear quickly
High accuracy with tight tolerances.	Requires precise alignment and setup.
Produces smooth and clean grooves.	Poor chip evacuation can damage tools.
Creates grooves tailored to specific designs.	Excessive heat can reduce tool life and part quality.
Works well with automated systems	Issues with soft or brittle materials.
Can work on metals, plastics, and composites.	High-quality grooving tools can be expensive.

 

Conclusión

 

El ranurado o mecanizado de ranuras es una técnica muy práctica. Ayuda a crear cortes, canales, roscas y huecos en la superficie de diferentes materiales. Como resultado, la combinación de dos materiales se vuelve muy fácil. Estas ranuras son muy comunes en las tuberías. Reducen el problema de las fugas cuando el anillo de sellado se fija a una tubería.

 

Curiosamente, esta técnica de ranurado se utiliza en casi todas las industrias. Sin embargo, la automoción y la plomería son las más importantes que dependen de esta tecnología. En este artículo, he explicado el mecanizado de ranurado de la forma más sencilla posible. Espero que mis esfuerzos le ayuden a superar todos los problemas relacionados con las técnicas de ranurado.