La barra de metal , también conocida (coloquialmente) como pieza bruta , pieza en bruto o palanquilla , [1] es una forma común de metal purificado en bruto , que la industria utiliza para fabricar piezas y productos metálicos. La barra de metal está disponible en una variedad de formas y longitudes de extrusión . Las formas más comunes son redondas (sección transversal circular), rectangulares, cuadradas y hexagonales . Una barra se caracteriza por una "sección transversal convexa invariante cerrada", lo que significa que las tuberías , las barras de metal y los objetos con diámetros variables no se consideran barras de metal.
Las barras de acero se procesan habitualmente 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 por equipos especializados que alimentan el material a 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 largas tiras continuas de varios tamaños y formas. Estas tiras se cortan a intervalos regulares y se dejan enfriar, y cada segmento se convierte en una pieza de barra. Una buena analogía es la fabricación de pasta , en la que se extruyen trozos de masa en varias formas de sección transversal ; se cortan en longitudes; y luego se secan en esa forma. Las formas de sección transversal de la pasta varían desde formas simples de barra o tubo (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 la barra redonda (también llamada varilla ), la barra rectangular (incluida la barra cuadrada , el caso especial de lados iguales) y la barra hexagonal (generalmente llamada barra hex para abreviar). El tubo y la tubería son similares, pero tienen centros huecos y tradicionalmente no se los llama "barra" en el uso industrial. (Sin embargo, un producto llamado barra hueca, esencialmente tubo pero con diámetro exterior e interior a pedido y, por lo tanto, espesor de pared personalizado, se comercializa para trabajos de barras de torno que pueden beneficiarse de la eliminación de perforaciones y mandrilados en bruto). También similares en concepto, pero no llamados "barra", son las formas estructurales comunes como el material en ángulo y el material en canal. Estos están comúnmente disponibles en acero y aluminio; los nombres "hierro en ángulo" y "hierro en canal" 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 de máquinas , las barras y las placas a menudo se denominan tochos , aunque en un laminador , esa palabra se refiere a una pieza de metal que aún no se ha laminado en barra .
Un taller de máquinas normalmente tiene un área de almacenamiento que contiene una gran variedad de barras de material. Para crear un componente metálico, se selecciona una barra de volumen suficiente del almacenamiento y se lleva al área de mecanizado. Esta pieza puede ser aserrada , fresada , perforada , torneada o rectificada para eliminar material y crear la forma final. En el torneado, para trabajos de gran diámetro (normalmente más de 100 milímetros (3,9 pulgadas), aunque no hay un umbral universal), se corta un trozo de la barra utilizando una sierra de cinta horizontal para crear una pieza en bruto para cada pieza. A continuación, las piezas en bruto se introducen en un torno de sujeción (mandril) que sujeta cada una de ellas por turno. Para trabajos de diámetro más pequeño, la longitud completa de la barra de material se introduce con mayor frecuencia a través del husillo del torno. La barra entera gira con el husillo durante el ciclo de mecanizado de la pieza. Cuando el ciclo termina y una pieza está hecha, el mandril se abre, la barra se tira o empuja hacia delante ("se introduce") por cualquiera de los diversos medios automáticos, el mandril se cierra y comienza el siguiente ciclo. El último paso del ciclo es separar la pieza mecanizada de la barra, lo que se denomina "tronzado" y se logra con una herramienta de "corte" o "destronzado", una broca que ranura la barra hasta el centro, haciendo que la pieza se desprenda. Luego, el ciclo se repite.
La barra que aún no se ha cortado y que sobresale de la parte posterior del husillo, que gira rápidamente, puede representar un peligro para la seguridad si sobresale demasiado y no se puede doblar. Por eso, a veces las barras largas deben ser aserradas para convertirlas en barras más cortas antes de introducirlas como "trabajo en barra" (que es el término que se usa para este tipo de trabajo).
Los tornos CNC y las máquinas de tornillos tienen accesorios llamados " alimentadores de barras ", que sostienen, guían y alimentan la barra según lo ordenado por el control CNC. Las máquinas más avanzadas pueden tener un " cargador de barras " que sostiene múltiples barras y las alimenta una a la vez al 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 el mecanizado sin necesidad de luces. El cargador de barras se llena con barras (o el almacén o la paleta con piezas en bruto) durante las horas de trabajo y luego funciona durante la noche sin supervisión. Dado que no hay ningún humano cerca para detectar si algo salió mal y la máquina debe detenerse, existen varios tipos de sensores que se utilizan para detectar esto, como medidores de carga, rayos infrarrojos y, en los últimos años, cámaras web , que se colocan dentro del gabinete de la máquina herramienta y permiten la visualización remota de la acción de corte.
Las barras de acero se utilizan ampliamente en muchas industrias y se pueden ver en muchos procesos industriales diferentes. Estos procesos incluyen forjado , extrusión , mecanizado y muchos más. En el forjado, las palanquillas se calientan a altas temperaturas antes de que una prensa empuje la pieza de trabajo hasta darle la forma en la matriz. Estas prensas funcionan con fuerzas muy altas para realizar los cambios deseados en el producto. La extrusión utiliza rodillos que empujan la barra de acero calentada a través de un conjunto de matrices que determinarán la forma de la pieza de trabajo. El mecanizado es un proceso sustractivo que utiliza barras de acero y varios cortadores y herramientas para realizar detalles intrincados que no son posibles mediante otros procesos. [2]
Es imposible almacenar todos los tamaños posibles de barras (todas las fracciones posibles de milímetro o pulgada de diámetro o espesor). Por lo tanto, las casas de suministro de metales almacenan barras en varios tamaños estándar, dispuestos en pasos discretos. Por ejemplo, las barras redondas con diámetros de milímetros pares (o en los EE. UU., en octavos de pulgada) generalmente se pueden pedir del stock en existencia. También se pueden obtener diámetros de barras de tamaños no estándar, pero solo como una tirada de laminación separada del laminador . Por lo tanto, son mucho más caras que los tamaños estándar, pueden requerir un tiempo de entrega mucho más largo y no son deseables como inventario para la casa de suministro o el taller de máquinas (porque la posibilidad de vender o usar un tamaño personalizado en particular es escasa).
A veces es necesario que la barra no sea mucho más grande que la pieza deseada, porque las propiedades metalúrgicas de algunas aleaciones metálicas en algunos procesos de acabado pueden variar según la profundidad a la que se encuentre el metal dentro de la barra. Por lo tanto, un plano de ingeniería especificará un tamaño determinado (o un tamaño máximo) con el que puede empezar la barra. Estas especificaciones se enfrentan a la limitación antes mencionada de los tamaños de existencias frente a las tiradas de laminación personalizadas; se utilizan tamaños estándar siempre que sea posible para evitar gastos innecesarios y retrasos innecesarios.
Una varilla de perforación es un acero para herramientas de forma redonda rectificado hasta un diámetro de tolerancia ajustado ; normalmente es de ± 0,0005 pulgadas (0,0127 mm). En el Reino Unido, el nombre " acero plateado " suele ser sinónimo y, a veces, hipónimo . Su origen se debe a su aspecto brillante (no a su contenido de aleación de plata ). Los diámetros de las varillas 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 números , además de en tamaños fraccionarios. Las longitudes suelen ser de uno o tres pies (0,3048 o 0,9144 m). Se utiliza habitualmente 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 los taladros a partir del 52. Estos tamaños son: [ cita requerida ]
Los espacios en blanco para brocas tienen una tolerancia de tamaño inferior a +0/−0,0002 pulgadas (0,00508 mm), mientras que los espacios en blanco para escariadores tienen una tolerancia de tamaño superior a -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 de alta velocidad (incluido M2/M7). [4]
El acero plano rectificado es acero recocido que se ha rectificado hasta alcanzar 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 con bajo contenido de carbono o con bajo contenido de carbohidratos). Las longitudes son de 18 o 36 pulgadas (457 o 914 mm), 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]