La barra , también conocida (coloquialmente) como pieza en bruto , trozo o palanquilla , [1] es una forma común de metal purificado en bruto , utilizado por la industria para fabricar piezas y productos metálicos. Las barras están disponibles en una variedad de formas y longitudes de extrusión . Las formas más comunes son redondas (de sección circular), rectangulares, cuadradas y hexagonales . Una barra se caracteriza por una "sección transversal convexa invariante cerrada", lo que significa que las tuberías , los ángulos y los objetos con diferentes diámetros no se consideran barras.
El material en barras se procesa comúnmente mediante una secuencia de aserrado , torneado , fresado , taladrado y rectificado para producir un producto final, a menudo muy diferente del material original. En algunos casos, el proceso está parcialmente automatizado mediante equipos especializados que introducen el material en la máquina de procesamiento adecuada.
La mayor parte del metal producido por una acería o una planta de aluminio se forma (mediante laminación o extrusión ) en tiras largas y continuas de varios tamaños y formas. Estas tiras se cortan a intervalos regulares y se dejan enfriar, convirtiéndose cada segmento en un trozo de barra. Una buena analogía es la fabricación de pasta , en la que se extruyen trozos de masa en diversas formas transversales ; cortar en trozos; y luego se secó en esa forma. Las formas transversales de la pasta varían desde simples barras o tubos (como linguini o penne ) hasta extrusiones más elaboradas (como rotelle , fiori o rotini ). Lo mismo ocurre con las barras de metal. Las formas más comunes son barra redonda (también llamada varilla ), barra rectangular (incluida la barra cuadrada , el caso especial de lados iguales) y barra hexagonal (generalmente llamada barra hexagonal para abreviar). Los tubos y tuberías son similares, pero tienen centros huecos y tradicionalmente no se les llama "barra" en el uso industrial. (Sin embargo, se comercializa un producto llamado barra hueca, esencialmente tubo pero con diámetro exterior e interior que se pueden pedir a medida y, por lo tanto, espesor de pared personalizado, para trabajos con barra de torno, lo que puede beneficiarse de la eliminación de la perforación y el mandrinado en desbaste). También es similar en concepto, pero no Llamadas "barras", son las formas estructurales comunes , como las de ángulo y las de canal. Normalmente están disponibles en acero y aluminio; Los nombres "ángulo de hierro" y "canal de hierro" todavía se usan comúnmente (informalmente) a pesar de que su homónimo literal, hierro forjado , ha sido reemplazado por acero y aluminio para la mayoría de los usos.
En un taller mecánico , las barras y las placas a menudo se denominan palanquilla , aunque en un laminador esa palabra se refiere a una pieza de metal que aún no se ha laminado para formar barras .
Un taller mecánico suele tener un área de almacenamiento que contiene una gran variedad de barras. Para crear un componente metálico, se selecciona una barra de volumen suficiente del almacén y se lleva a la zona de mecanizado. Luego, esta pieza puede ser serrada , fresada , perforada , torneada o rectificada para eliminar el material y crear la forma final. Al tornear, para trabajos de gran diámetro (normalmente más de 100 milímetros (3,9 pulgadas), aunque no existe un umbral universal), se corta un trozo de la barra con una sierra de cinta horizontal para crear un espacio en blanco para cada pieza. Luego, los espacios en blanco se introducen en un torno de sujeción (chucker), que tira cada pieza por turno. Para trabajos de menor diámetro, la longitud total de la barra suele pasar a través del husillo del torno. Toda la barra gira con el husillo durante el ciclo de mecanizado parcial. Cuando termina el ciclo y se termina una pieza, el mandril se abre, la barra se tira o empuja hacia adelante ("alimenta") mediante cualquiera de varios medios automáticos, el mandril se cierra y comienza el siguiente ciclo. El último paso del ciclo es cortar la parte mecanizada de la barra, lo que se llama "partir" y se consigue con una herramienta "cutoff" o "partición", una broca que ranura la barra por completo. hasta la línea central, provocando que la pieza se caiga. Luego el ciclo se repite.
La barra aún no cortada que sobresale de la parte posterior del husillo, que gira rápidamente, puede representar un peligro para la seguridad si sobresale demasiado y no tiene restricciones para doblarse. Por lo tanto, a veces las barras largas deben ser serradas en barras más cortas antes de alimentarlas como "trabajo en barra" (que es el término para dicho trabajo).
Los tornos y máquinas de tornillo CNC cuentan con accesorios llamados " alimentadores de barras ", que sujetan, guían y alimentan la barra según lo ordena el control CNC. Las máquinas más avanzadas pueden tener un " cargador de barras " que sostiene varias barras y las introduce una a la vez en el alimentador de barras. Los cargadores de barras son como almacenes para piezas en bruto (o paletas para trabajos de fresado) en el sentido de que permiten un mecanizado sin luces. El cargador de barras se llena con barras (o el almacén o palet con piezas en bruto) durante las horas de trabajo y luego funciona durante la noche sin supervisión. Dado que no hay ningún ser humano cerca para detectar si algo salió mal y la máquina debe detenerse, existen varios tipos de sensores que se utilizan para detectarlo, como medidores de carga, rayos infrarrojos y, en los últimos años, cámaras web, que son colocados dentro del recinto de la máquina herramienta y permiten la visualización remota de la acción de corte.
Las barras se utilizan ampliamente en muchas industrias y se pueden ver en muchos procesos industriales diferentes. Estos procesos incluyen forja , extrusión , mecanizado y muchos más. En la forja, las palanquillas se calientan a altas temperaturas antes de que una prensa empuje la pieza de trabajo para darle la forma en el troquel. Estas prensas operan con fuerzas muy altas para realizar los cambios deseados en el producto. La extrusión utiliza rodillos que empujan la barra calentada a través de un conjunto de troqueles que determinarán la forma de la pieza de trabajo. El mecanizado es un proceso sustractivo que utiliza barras y varios cortadores y herramientas para crear detalles intrincados que no son posibles mediante otros procesos. [2]
Es imposible almacenar todos los tamaños posibles de barras (cada fracción posible de un milímetro o pulgada de diámetro o espesor). Por lo tanto, las casas proveedoras de metales almacenan barras en varios tamaños estándar, dispuestas en pasos discretos. Por ejemplo, las barras redondas con diámetros pares de milímetros (o en los EE. UU., de octavos de pulgada) generalmente se pueden pedir en stock permanente. También se pueden obtener diámetros de barra de tamaños no estándar, pero sólo como un molino separado del laminador . Por lo tanto, son mucho más caros que los tamaños estándar, pueden tardar mucho más en entregarse y no son deseables como inventario para la casa de suministros o el taller de maquinaria (porque la posibilidad de vender o utilizar cualquier tamaño personalizado en particular es escasa).
A veces es necesario que la barra no sea mucho más grande que la pieza prevista, porque las propiedades metalúrgicas de algunas aleaciones metálicas en algunos procesos de acabado pueden variar según la profundidad del metal dentro de la barra. Por lo tanto, un dibujo de ingeniería especificará un cierto tamaño (o un tamaño máximo) con el que puede comenzar la barra. Estas especificaciones enfrentan la limitación antes mencionada de tamaños de existencias versus tiradas de molino personalizadas; Siempre que sea posible se utilizan tamaños estándar para evitar gastos desperdiciados y retrasos innecesarios.
Una varilla de perforación es una pieza redonda de acero para herramientas rectificada con un diámetro de tolerancia ajustada; suele ser ± 0,0005 pulgadas (0,0127 mm). En el Reino Unido, el nombre " acero plateado " suele ser sinónimo y, a veces, hipónimo . Su origen estaba en referencia al aspecto brillante del suelo (no a ningún contenido de aleación de plata ). Los diámetros de las barras de perforación varían de 0,0135 a 1,5 pulgadas (0,34 a 38,10 mm); en los Estados Unidos, los diámetros inferiores a 27 ⁄ 64 de pulgada ( 11 mm) se fabrican en tamaños de brocas con letras y tamaños de brocas con números , además de tamaños fraccionarios. Las longitudes suelen ser de uno o tres pies (0,3048 o 0,9144 m). Se utiliza comúnmente para fabricar brocas , machos de roscar , escariadores , punzones , pasadores y ejes . [3] Tenga en cuenta que los tamaños numerados son diferentes de los tamaños numerados de las brocas que comienzan en 52. Estos tamaños son: [ cita necesaria ]
Los espacios en blanco para brocas tienen una tolerancia de tamaño insuficiente de +0/-0,0002 pulgadas (0,00508 mm), mientras que los espacios en blanco de escariador tienen una tolerancia de tamaño excesivo de -0/+00,0002 pulgadas (0,00508 mm).
Algunas fábricas también venden material cuadrado que se mantiene con las mismas tolerancias bajo el nombre de "barra de perforación". [3]
Los grados de materiales comúnmente disponibles en los EE. UU. son A2, D2, M2, M42, O1, S7, W1 y acero rápido (incluido M2/M7). [4]
El material plano rectificado es acero recocido que ha sido rectificado con tolerancias estrechas (en comparación con la varilla de perforación). Hay cuatro tipos de materiales disponibles: acero para herramientas O-1 , acero para herramientas A-2 , acero para herramientas A-6 y acero 1018 (acero bajo en carbono o bajo en carbohidratos). Las longitudes son de 18 o 36 pulgadas (457 o 914 mm) de largo, hay disponibles varios anchos de hasta 16 pulgadas (406 mm) y los espesores varían de 1 ⁄ 64 a 2,875 pulgadas (0,40 a 73,03 mm). [5] [6] [7]
Algunos tamaños geométricos se conocen comoplaca de calibre .[8]