Sierras Circulares - Revista Metal Actual

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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HERRAMIENTAS
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)
18°
10°
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
42
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
16
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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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