Recomendaciones en diseño y maquinado de piezas de acero

Buen diseño es el primer factor para obtener economía. La rotura de una pieza generalmente ocurre en una región de concentración de esfuerzos. Entonces, al diseñar una pieza se trata de evitar que los esfuerzos se concentren localmente. Algunos centros o regiones de concentración son el resultado del diseño. Ejemplo: cuñeros, esquinas agudas, cambios repentinos de sección, insuficiente radio, aceiteras, cuerdas, etc., mientras que otros vienen del maquinado posterior; ejemplo: marcas de buril, rajadas de rectificado o letras marcadas y números de golpe.

Es naturalmente imposible evitar que se concentren los esfuerzos en determinadas secciones; pero no es imposible diseñar las piezas para que estas concentraciones no sean peligrosas y causen roturas prematuras.

El maquinado mal efectuado en un acero puede ser el origen principal de las roturas durante el tratamiento térmico o en forma prematura durante la utilización de la pieza terminada. Los aceros que se compren deben tener una sobre medida suficientemente amplia, para que durante el proceso de fabricación pueda ser eliminada, no solamente la cáscara negra, sino también la zona descarburizada, la cual eventualmente puede contener microfisuras, las que conducen a mayores fisuras durante las altas temperaturas del tratamiento térmico.

Dentro de lo posible se deben observar las siguientes sobremedidas en relación con los diámetros de las piezas a fabricar:

Además se deben tener en cuenta las siguientes consideraciones:

Una superficie demasiado rudimentaria causa una disminución de la resistencia a la fatiga de aproximadamente un 23%. Todo tipo de rayaduras del maquinado, así como cambios de diámetro en ángulo recto, originan peligro de rotura debido a las tensiones que se crean en el material. Los cuñeros de los ejes son especialmente susceptibles a las roturas por fatiga, por lo cual es de suma importancia conceder una cuidadosa atención a la medida y radios en sus ángulos.

Los ejes sometidos a torsión tienen su punto débil en las perforaciones para lubricación. Es por eso que deben ser observadas las siguientes medidas: la salida de las perforaciones debe ser redondeada y tanto esta superficie como las interiores deben estar, dentro de lo posible, libres de rayaduras.

Al maquinar platinas es necesario poner especial atención en el desbaste, ya que debe sacarse igual cantidad de material por ambas caras. El hecho de limpiar simplemente una de las caras, y maquinar la otra hasta la medida deseada, trae como consecuencia deformaciones casi inevitables durante el tratamiento térmico. En la fabricación de matrices y punzones debe tenerse en cuenta la “fibra” del acero, la cual se encuentra siempre en el sentido longitudinal de la barra. También se debe prever una forma simétrica, ya que durante el enfriamiento, que tiene lugar después del temple, se producen altas tensiones en la pieza. Hay que evitar, en lo posible, bruscas transiciones dimensionales, aristas vivas, gargantas demasiado estrechas, estrías profundas y radios pequeños.

Los punzones deben trabajar con la fibra en forma vertical, mientras que las sufrideras deben tener la fibra en forma horizontal.

Finalmente, cabe agregar que el mejor acabado que se le pueda dar a una pieza aumenta la vida de la misma cual sea el tipo de herramienta.

Todo acero tiene características muy especiales de acuerdo con su aleación. Es por lo tanto aconsejable, en caso de duda, consultar a nuestros técnicos, quienes gustosamente le darán la información requerida.