Universitario de Tecnologa Antonio Jos de Sucre,

Extensin Barquisimeto

Escuela de Tecnologa Mecnica

Taller de fabricacin. III Semestre.

Prof. Ing. Francisco Vargas

UNIDAD 3

SIERRAS PARA CORTE DE METALES

Introduccin

El aserrado es una de la primeras operaciones importantes realizadas en un taller para

producir barras para operaciones posteriores de maquinado. Aunque con frecuencia la

operacin de aserrado se realiza en mquinas herramienta, su aplicacin est restringida

a pequeas piezas en una medida limitada.

La hoja es la parte ms importante de todas las sierras para corte de metales. Slo una

parte de la sierra de corte para metales entra en contacto con la pieza de trabajo. Por eso

es importante que la hoja utilizada en el corte de metales sea rgida, fabricada con el

material apropiado, y que se encuentre en buenas condiciones. Una hoja que no se

encuentre en buenas condiciones (diseo apropiado para el corte) no produce buenos

resultados ni siquiera en mquinas caras y sofisticadas. Al trabajar en una sierra de corte

para metales, la hoja debe tener dientes cortados de manera apropiada y la pieza de

trabajo debe sostenerse rgidamente en un dispositivo de sujecin adecuado.

Clasificacin.

Las sierras de corte para metales se pueden clasificar como accionadas a mano, o

seguetas de mano, y sierras accionadas mecnicamente. Las sierras mecnicamente

accionadas pueden a su vez clasificarse en las siguientes categoras:

1. Sierras alternativas.

a. Sierras horizontales.

b. Sierras verticales.

2. Sierras circulares.

3. Sierras de banda.

Segueta

Una segueta o sierra de marquetera es una herramienta cuya funcin es cortar o serrar,

principalmente madera o contrachapados, aunque tambin se usa para cortar lminas de

metal o molduras de yeso

Partes de la segueta

Garganta: Hay diferentes partes en una segueta y cada una sirve a sus propios

fines. La garganta de una segueta es la brecha entre la hoja y el marco. La

garganta puede variar entre 4 y 6 pulgadas (10,16 y 15,24 cm).

Hoja: La hoja es probablemente la parte ms importante de la segueta, ya que es

el instrumento que har el corte. Las hojas usadas en las seguetas miden entre 6

3/8 y 6 1/2 pulgadas (16,19 y 16,51 cm). Cuando est equipada con la hoja

adecuada, las seguetas se pueden utilizar para corta metales y azulejos.

Mango: El mango de la segueta te permite obtener un agarre, pero tambin juega

otro papel importante. Todas las hojas se aprietan girando el mango de la segueta.

El mango est unido al bastidor en forma de C de la sierra.

Marco: El marco de una segueta est en forma de C, extendindose hacia arriba

desde el marco y luego alrededor y de nuevo hacia abajo conectando el marco con

el mango. Un marco rgido con una seccin transversal rectangular mantendr la

cuchilla en su lugar correctamente. El marco en forma de C es lo que permite que

la segueta sea tan gil.

Sierras alternativas.

Son muy populares debido a su diseo

simple y bajo costo de operacin. De

acuerdo con el mtodo de suministrar

potencia a la sierras, stas se

clasifican en accionadas por manivela

o accionadas hidrulicamente.

Dependiendo del uso, estn diseadas

para operaciones semiautomticas o

automticas. En general, el avance de

la sierra lo proporciona el efecto de la

fuerza de gravedad producido por el peso del marco de la sierra, que ejerce una presin

uniforme. Algunas mquinas tienen un peso sujeto al marco para asegurar una presin

uniforme; las sierras accionadas por manivela con simples y econmicas.

Su principal desventaja es que la accin de corte slo tiene lugar la mitad del tiempo, ya

que el tiempo de carrera muerta es igual al de la carrera de trabajo. Algunas seguetas se

proveen con mecanismos de eslabones que proporcionan una accin de retorno rpido.

Hoja de sierra mecnica.

Los tres tipos de hojas utilizadas en las sierras mecnicas son:

a. Con dientes de tipo gancho

b. Con dientes tipo garganta.

c. Con dientes tipo regular.

Los dientes de tipo gancho y garganta se utilizan fundamentalmente para metales suaves

y cortes profundos. Los dientes de tipo regular se utilizan para cortar una gran variedad de

materiales.

El ajuste de los dientes es un prerrequisito para un corte preciso y liso. El ajuste de una

hoja es una medida del claro entre el corte de la sierra y el espesor de la hoja. El ajuste

de la hoja, es necesario para proteger el cuerpo de la misma del frotamiento contra la

pieza de trabajo. No solo se utiliza una menor fuerza de corte sino que se mantiene la

dureza de la hoja por mayor tiempo. Actualmente las hojas para sierras mecnicas se

ajustan con diseos:

a. Rectos

b. De escariador

c. Ondulado

El ajuste de escariador es el ms utilizado en las operaciones de corte de metales. En

este ajuste, un diente se dobla a la izquierda, el siguiente es recto y el tercero se dobla a

la derecha, el cuarto de nuevo a la izquierda y as sucesivamente. Este patrn se repite a

lo largo de toda la hoja.

Figura. Ajuste tipo escariado.

En el ajuste recto o alternado, los dientes se doblan alternativamente a la derecha y a la

izquierda. En el ajuste ondulado, un grupo de dientes se doblan en una direccin,

mientras que el resto se doblan en la direccin opuesta.

Figura. Ajuste recto o alternado.

Figura. Ajuste ondulado.

El paso de la hoja es otra caracterstica importante. El paso de una hoja significa el

nmero de aristas de corte por unidad de longitud. En el sistema mtrico, el paso se

indica en milmetros. Se utilizan diferentes pasos para cortar diferentes materiales;

durante el corte, dos o ms dientes deben estar en contacto con el trabajo para

incrementar la vida til de la hoja.

Los aceros comnmente utilizados para sierras mecnicas contienen 0,65% a 0,75% de

carbono. Estos aceros se utilizan endurecidos y templados. Otros material utilizado para

las sierras alternativas es el acero de alta velocidad, que contiene 18% de tungsteno, 4%

de cromo y 1% de vanadio. ste es adecuado para la produccin rpida del trabajo.

Procedimiento de Aserrado.

El procedimiento de aserrado de una sierra accionada mecnicamente es similar al de

una segueta de mano. El prerrequisito de todas las operaciones de aserrado es que el

trabajo debe sujetarse con seguridad y rgidamente con dispositivos de sujecin

adecuados. Antes de sujetar la pieza de trabajo, verifique que la mquina est

funcionando correctamente. En las sierras mecnicas, la hoja debe moverse hacia la

quijada estacionaria del dispositivo de sujecin. En la siguiente figura se muestra los

procedimientos correcto e incorrecto de aserrado para diferentes materiales.

Falla de las Hojas de Sierra.

La falla de una hoja de una sierra mecnica ocurre debido a una o ms de las siguientes

razones:

1. Apuntalar los dientes de la sierra en la direccin equivocada.

2. La hoja o la pieza de trabajo no estn sujetas apropiadamente.

3. Cada sbita de la hoja de trabajo.

4. Presin inadecuada sobre el trabajo.

5. La hoja utilizada no tiene las especificaciones requeridas.

6. Tensiones inapropiadas en la hoja.

Para asegurar una larga vida de las hojas, deben evitarse todos los errores anteriores.

Especificaciones de la hoja

Una hoja de sierra se especifica por:

1. El material de la hoja.

2. La longitud de la hoja.

3. El ancho de la hoja.

4. El espesor de la hoja.

5. El paso de los dientes.

Especificaciones de las sierras mecnicas

Por lo general, las mquinas aserradoras mecnicas se denominan por el tamao de la

barra que pueden cortar. Principalmente se especifican por:

1. La longitud de la hoja montada en la mquina.

2. La longitud de la carrera.

3. El nmero de carreras por minuto.

4. El tipo de transmisin.

5. La potencia requerida por la transmisin de la mquina.

Velocidad de Corte.

Las sierras mecnicas disponibles comercialmente se accionan a una sola velocidad.

Actualmente, existen sierras de este tipo con dos o tres diferentes velocidades de corte.

En general, las hojas de acero de alta velocidad se utilizan para cortar la mayor parte de

los materiales. Ya que las velocidades de corte de los materiales tambin dependen del

paso de la hoja, no se puede establecer una regla precisa por escrito para las velocidades

de corte.

La siguiente tabla se muestra las carreras por minuto comnmente utilizadas con la

presin de avance.

Material Carrera por

minuto

Presin de

avance (N/mm2)

Acero dulce 140 160 7 9

Acero medio carbono 130 150 7 8

Acero alto carbono 120 140 7 8

Acero aleado 90 115 6 8

Aluminio 140 170 2 4

Latn 130 150 2 4

Bronce 100 130 2 4

Hierro fundido 130 150 5 7

Acero rolado en fro 100 110 5 7

Cobre embutido 130 150 5 7

Acero para troqueles 80 110 5 8

Acero de alta velocidad 80 100 5 7

Duraluminio 120 140 2 3

Acero inoxidable 80 100 5 7

Acero resistente al calor 80 100 5 7

Bronce aleado 100 120 2 3

Hierro fundido maleable 90 110 5 6

Plata alemana 50 70 6 8

Acero para tubos 130 150 6 7

Tubos 130 150 3 5

Fuente: Procesos de manufactura de H.S. Bawa (pg. 23)

Sierras Circulares.

A las sierras circulares tambin se les conoce como sierras para cortar en fro. Adems se

pueden clasificar como:

1. Sierras porttiles.

2. Sierras fijas.

Sierras Porttiles

Estas son las equivalentes de las sierras manuales accionadas mecnicamente. Las dos

estn diseadas para hacer cortes rectos en los materiales. Bsicamente, tolas las sierras

circulares consisten en un motor cubierto, con una hoja circular montada en el husillo. La

mitad superior de la hoja consta de una guarda fija mientras que la otra mitad inferior

consta de una guarda retrctil.

Esta guarda se balancea automticamente hacia arriba y hacia abajo cuando la

herramienta est en uso. Como se muestra en las figuras, las hojas utilizadas en las

sierras circulares se pueden clasificar en las siguientes tres categoras:

1. Hoja de combinacin.

2. Hoja de corte transversal.

3. Hoja de corte al hilo.

Hola de combinacin

Las hojas de sierra de combinacin se utilizan para

rasgar, cortar con grano y transversalmente, y cortar

a travs de la fibra. La hoja de combinacin es una

opcin comn para los operarios que buscan hacer

un trabajo sin esperar un acabado perfecto. Las

hojas de combinacin tienen un menor nmero de

dientes, aproximadamente 50 dientes en una hoja

de 10 pulgadas de dimetro (25 cm). Los dientes

estn divididos en secciones que comprenden

cuatro dientes de corte transversal y un diente

rastrillo que estn separados por espacios en la hoja.

Hoja de corte transversal

La hoja de corte transversal se utiliza para cortar a

travs del grano de la madera. Con un nmero de

dientes relativamente alto y un patrn de diente

alternativo biselado, es capaz de cortar la madera

para construccin, dejando un acabado relativamente

suave. El patrn de diente alternativo biselado, o ATB

(por sus siglas en ingls), describe la posicin del

diente en la sierra. Los puntos del diente estn

biselados hacia el exterior de la sierra, alternando los

lados con cada diente

Hoja de corte al hilo.

El "kerf" es el ancho de un corte que hace la hoja de

la sierra. Una hoja de sierra de corte fino es ms

delgada que una hoja estndar. Debido a que estas

hojas desperdician menos material que las estndar,

se las considera ms rentables. Son una opcin

comn entre las herramientas que funcionan con bateras, ya que requieren menos

energa para funcionar.

Sierras Circulares Fijas.

En general, estas sierras se utilizan de tres maneras: manual, semiautomticas y

automticas. Los dos ltimos tipos se utilizan muy comnmente. En las mquinas

semiautomticas, todas las operaciones, excepto la carga, la alimentacin y el retiro del

material, se realizan automticamente. En las sierras circulares automticas, todas las

operaciones excepto la carga se efectan automticamente. Un solo operador puede

manejar muchas mquinas automticas.

El trabajo de las sierras circulares metlicas es similar a las fresadoras en las que el

material se alimenta contra el cortador giratorio de dientes mltiples. Sin embargo, las

fresas de corte de metales se fabrican en dimetros de hasta de 200mm, mientras que los

cortadores utilizados en las sierras para metales tienen dimetros mayores.

La mayora de los cortadores consta de un cuerpo de acero suave con un anillo exterior

de acero de alta velocidad que tiene dientes cortados de manera uniforme. Muchos

cortadores tienen segmentos remplazables de dientes insertados, u hojas de tipo

segmentado. La forma de los dientes tambin es semejante a los dientes de los

cortadores de la fresadora. Las velocidades de corte de las sierras circulares varan de 10

a 25 m/min para materiales ferrosos. Para materiales no ferrosos las velocidades de corte

son mucho mayores. Para aumentar la vida til de la herramienta en el trabajo de las

sierras circulares, deben utilizarse lubricantes continuamente.

Sierras de Disco de Acero de Friccin.

Estas sierras constan de un disco de acero que

giran a alta velocidad perifricas (6000 a

7500 m/min) el calor producido en la

superficie coincidente debido a la friccin

funde la parte a travs de la cual se est

cortando la trayectoria. Es un proceso muy

rpido y se pueden cortar materiales de

seccin transversal hasta de 600 mm2 en

aproximadamente medio minuto.

El dimetro del disco utilizado vara de 60cm a 1,5m; para proveer un claro lateral y

reducir la friccin, los discos de corte por lo general cuentan con muescas en la

circunferencia de 2 a 3 mm de profundidad. La capacidad de corte de los materiales que

utilizan la tcnica del disco de friccin depende principalmente de su estructura. Los

aceros inoxidables y los aceros para herramientas

cortan con ms facilidad que los discos de acero al alto

carbono con este proceso.

Sierra de Disco Abrasivo.

Este proceso de corte s lleva acabo con la ayuda de

ruedas abrasivas y es adecuado para cortar materiales

ferrosos y no ferrosos de hasta 90 mm de espesor. Los

abrasivos cortan ms eficientemente a altas

velocidades ya que no se calientan con facilidad. Los discos abrasivos comnmente

utilizados son aglutinados con resinoides o con hule. Los primeros son adecuados para

abrasivos secos y los segundos para abrasivos en hmedo. La precisin de acabado de

estas mquinas es mayor que si se utilizaran sierras de corte de disco de friccin.

Sierras de Banda

Las sierras de corte descritas slo son adecuadas para cortes rectos y no pueden utilizar

para curvas irregulares. Una sierra de banda puede utilizarse para hacer curvas

irregulares, lo que les permiten realizar una variedad de operaciones. Muchas

operaciones de maquinado, como el aserrado de contorneado de troqueles, soportes y

accesorios, que anteriormente se efectuaban en otras mquinas herramientas, ahora se

pueden realizar en esta mquina.

La construccin de una sierra de banda metlica se parece a una sierra de banda para el

trabajo de la madera, como se muestra en la figura. Las velocidades de corte depende

principalmente del tipo de material a cortar y vara de 30 a 100 m/min.

La sierra de cinta consiste en una hoja de metal dentada altamente flexible que es cortada

y soldada de acuerdo al dimetro de los volantes de la mquina herramienta en la que va

a ser usada, produciendo el corte por deslizamiento continuo sobre la pieza a cortar. Los

diversos tipos de hoja de sierra de banda son:

1. Banda de precisin.

2. Banda de contrafuerte.

3. Banda lima.

4. Banda dentada.

5. Banda de friccin.

6. Banda en espiral.

Sigui el desarrollo de la hoja de mano en cuanto a componentes, pero hoy en da la ha

superado ampliamente, encontrando en el mercado hojas con los dientes compuestos de

carburo de tungsteno, capaces de cortar aleaciones de extraordinaria resistencia tales

como las superaleaciones empleadas en el campo de la aviacin.