El biselado es un proceso de fabricación importante. Se lleva en el borde correspondiente de los componentes mecánicos para facilitar el montaje y mejorar el rendimiento. Este artículo explica el proceso de biselado en detalle, cubriendo qué es un bisel, qué tipos de cortes en bisel existen y los aspectos prácticos involucrados.
¿Qué es un chaflán (chaflán)?
Empecemos por la pregunta principal: ¿qué es el biselado? En pocas palabras, el biselado es un proceso de fabricación en el que el borde coincidente de una pieza se prepara en una configuración específica (ángulo, forma). Este chaflán facilita el ensamblaje con una contraparte coincidente, que es uno de los aspectos más comunes de un diseño para análisis de fabricación.
Ventajas de los chaflanes en la construcción.
Ahora que hemos establecido la definición y finalidad del chaflán, hablemos de sus beneficios en el montaje mecánico. Hay varias razones por las que el bisel es una característica de diseño importante.
Fácil construcción
El biselado es un método útil para garantizar que las piezas coincidentes encajen perfectamente en la configuración correcta. Por ejemplo, los maquinistas crean uniones complejas biselando sus piezas. Sin la forma correcta del chaflán, es imposible montar estas conexiones.
Mejorar la calidad de la soldadura
La preparación de los bordes de soldadura es una aplicación especial del proceso de biselado. Con la geometría de bisel adecuada, los ingenieros pueden garantizar una penetración de soldadura más profunda y, al mismo tiempo, permitir a los soldadores suficiente espacio para introducir material de relleno en la zona de soldadura. Además, la geometría de un borde biselado también puede acelerar la transferencia y disipación del calor, contribuyendo a la consistencia y resistencia de la soldadura.
Seguridad
Uno de los principales beneficios del proceso de biselado es su contribución a la mejora de la seguridad del usuario. Los bordes afilados de los productos pueden provocar lesiones. Por lo tanto, cuando existe tal peligro, los diseñadores prefieren agregar un borde biselado para garantizar que sus diseños sean seguros de usar. Por ejemplo, los chaflanes en carcasas metálicas, llantas de automóviles, etc.
Distribución de tensiones
Debido a su geometría propensa a sufrir tensiones, los bordes afilados son muy susceptibles a defectos como desgaste, grietas y astillas. Dado que no proporcionan mucha superficie para que se propague la tensión, incluso una fuerza pequeña puede dañarla.
Por lo tanto, la razón principal para achaflanar los bordes es obtener una geometría de borde que tenga una menor concentración de tensiones debido a su mayor área superficial.
estética
Un borde biselado a menudo puede aumentar el atractivo visual de un producto. Por ejemplo, una pieza de automóvil con bordes biselados parece mucho más llamativa que su contraparte con esquinas afiladas.
Imagínese una funda de teléfono inteligente con bordes muy afilados en lugar de bordes redondeados. No sólo sería inseguro y difícil de usar, sino que tampoco tendría un aspecto especialmente bueno.
Tipos de chaflanes
Un corte en bisel puede adoptar muchas formas y tamaños, cada uno con sus propios usos y consideraciones específicos. En esta sección discutiremos los diferentes tipos de chaflanes.
Bisel simple/chaflán en V
Un bisel simple o bisel en V es el tipo más común de corte en bisel. Es un borde inclinado simple con un ángulo constante y, a menudo, un ancho constante. Aunque la forma geométrica es muy simple, juega un papel importante en muchas aplicaciones técnicas.
Por ejemplo, el ángulo oblicuo de un bisel suave proporciona suficiente espacio para una buena penetración de la soldadura. Además, también se utiliza a menudo por motivos estéticos y de seguridad.
Además, la superficie recta de un chaflán liso es bastante fácil de producir y, por tanto, puede mecanizarse con mucha precisión. Esta es una característica importante porque una superficie biselada suave puede reducir la acumulación de tensiones, astillas y grietas.
J bisel
Los chaflanes J tienen un borde que se asemeja a la letra “J”, de ahí el nombre de chaflán J. Su borde tiene un perfil compuesto con secciones rectas y redondeadas.
Es un chaflán de alto rendimiento porque proporciona una mayor superficie para soldaduras con penetraciones más profundas. Se prefiere el bisel en J para soldaduras a tope porque su cara recta proporciona una buena referencia de montaje y la parte redondeada permite un fácil acceso al borde de la soldadura con suficiente espacio para que se forme el baño de soldadura.
Bisel compuesto
Un borde biselado compuesto tiene una forma más compleja con al menos dos perfiles únicos. Por lo general, consta de dos biseles rectos en el mismo borde, cada uno con un ángulo y ancho diferentes. Sin embargo, es posible cualquier cantidad de combinaciones. Además, el bisel compuesto es uno de los tipos de bordes biselados más versátiles y se utiliza en carpintería, fabricación de metales y ensamblaje de tuberías.
Aunque la funcionalidad del bisel compuesto está limitada para la preparación de bordes de soldadura debido a sus propiedades superiores, a veces es útil para aplicaciones de soldadura avanzadas. Por ejemplo, en ciertos casos, puede ser necesario un espesor de soldadura desigual a lo largo del borde para proporcionar soporte adicional a un extremo. En este caso, un bisel compuesto puede resultar útil.
Bisel de cuchillo
Un bisel con borde afilado es un tipo especial de geometría de bisel con una preparación de borde muy afilada y puntiaguda. Es útil para productos que requieren bordes afilados. Por ejemplo, cuchillos, instrumentos quirúrgicos, equipos para trabajar la madera, como cinceles y herramientas de corte.
Bisel redondeado
Un bisel redondeado se caracteriza por su perfil redondeado y redondeado en el borde puntiagudo. Sus aplicaciones incluyen agregar características de seguridad a productos como piezas de automóviles, estructuras metálicas, etc.
Además, el borde redondeado también reduce la concentración de tensiones en los bordes achaflanados. Por ejemplo, los bordes de las herramientas de corte están ligeramente redondeados para evitar virutas no deseadas.
Herramientas y equipos de biselado.
El proceso de biselado no es muy diferente a la mayoría de procesos de mecanizado, pero sí bastante especializado en cuanto a equipos y herramientas.
Herramientas manuales
En muchos talleres, los maquinistas utilizan herramientas manuales, como limas y lijadoras manuales, para biselar. Necesitan sus habilidades y conocimientos para crear bordes biselados en proyectos pequeños y medianos.
Sin embargo, la aplicación de estas herramientas se limita a geometrías de chaflán más simples, ya que no es posible producir perfiles de chaflán complejos con herramientas manuales de gran tamaño.
herramientas electricas
Las herramientas eléctricas como amoladoras angulares y fresadoras son un paso adelante con respecto a las herramientas manuales. Esta opción proporciona precisión, velocidad y versatilidad razonables en la geometría del chaflán. Por lo tanto, las herramientas eléctricas de biselado se utilizan ampliamente en la mayoría de los talleres mecánicos.
Corte por llama
Otro método de biselado popular es el corte por llama. El material se calienta hasta su temperatura de fusión mediante una llama. En este punto se separa del borde principal de la pieza quedando un chaflán.
El corte por llama es particularmente útil en aplicaciones como biselado de tuberías y piezas delgadas. Sin embargo, la llama no puede penetrar completamente en las partes más gruesas. Por lo general, se requieren operaciones de posprocesamiento para eliminar el exceso de material fundido.
maquinas cnc
Los centros de mecanizado CNC son la primera opción de los fabricantes cuando quieren realizar una operación de biselado que requiere alta precisión, geometría compleja y productividad.
Gracias a las funciones de mecanizado multieje, puede editar fácilmente perfiles de chaflán complejos. Además, debido a que la tecnología CNC es muy precisa y puede utilizar herramientas de corte muy pequeñas, es perfecta para crear bordes pequeños y biselados con precisión.
Otra ventaja de utilizar máquinas CNC para biselar es que casi no se requiere posprocesamiento. Sólo hay mínimas rebabas, el acabado de la superficie es bueno y no se aprecian daños térmicos.
Biseladoras especializadas
Los talleres que realizan habitualmente trabajos de biselado suelen invertir en una herramienta especial para biselar. Estas máquinas son muy similares a las máquinas CNC en términos de precisión y velocidad, pero están diseñadas específicamente para trabajos de biselado en una variedad de geometrías como placas, tubos y ángulos de hierro.
Además, también admiten operaciones especiales de biselado con cortadores personalizados.
¿Cómo se miden los chaflanes?
Un borde biselado puede tener una forma muy compleja, lo que introduce la posibilidad de errores e imprecisiones en el mecanizado. Por lo tanto, se requiere un estricto procedimiento de control de calidad para garantizar la precisión dimensional.
En esta sección, proporcionamos una lista de herramientas que utilizan los expertos para medir chaflanes.
- Transportador universal con vernier : Son herramientas especializadas para medir ángulos y longitudes de inglete, dos de las dimensiones más importantes de un corte a inglete.
- Transportador con nivel de burbuja : Es un dispositivo combinado para medir el ángulo de un chaflán y garantizar que la medición se realiza sobre una superficie plana.
- Medición de ángulos con láser : las mediciones con láser ofrecen una precisión increíble en las mediciones de ángulos y son comunes en proyectos de alta precisión.
- Máquinas de medición de coordenadas (MMC) : Las máquinas de medición de coordenadas son los dispositivos de medición más modernos cuando se trata de mediciones de alta precisión. Ayudan a garantizar tolerancias dimensionales estrictas en bordes biselados con estrictos requisitos de calidad.
Consejos de expertos para biselar
Aunque el proceso de juego parece sencillo, también presenta algunos desafíos. Al preparar un borde biselado, los operadores deben tener en cuenta algunas consideraciones para garantizar un proceso eficiente con resultados óptimos.
A continuación se ofrecen algunos consejos de expertos para optimizar la calidad del chaflán:
La consistencia es la clave.
La efectividad de un chaflán depende de cuán uniforme sea su geometría. Si el chaflán se corta en un ángulo determinado, toda la superficie del chaflán (chaflán) debe estar en ese ángulo. Por lo tanto, los operadores deben practicar el achaflanado teniendo en cuenta la coherencia geométrica.
Evite calentar la pieza de trabajo.
Aunque calentar una pieza resulta tentador porque facilita el corte, no es adecuado para biselar. La razón de esto es que generalmente se prepara un borde biselado para soldar, donde la uniformidad de las propiedades del material de ambas partes es de gran importancia. Calentar el metal puede cambiar las propiedades del material, generando posibles problemas más adelante.
Preparación de bordes
La preparación de los bordes es un paso importante antes del biselado y tiene un impacto directo en la calidad. Asegúrese de que el borde esté limpio y libre de óxido o suciedad para evitar biseles desiguales y un desgaste excesivo de la herramienta.
Considere los refrescos
Al biselar, la pieza de trabajo puede calentarse mucho debido a la fricción. Al biselar materiales difíciles de mecanizar, como acero o aleaciones de titanio, se debe tener en cuenta el uso de lubricantes y refrigerantes.
Comparar chaflán, chaflán y redondeo
A menudo surge confusión en la ingeniería de diseño porque los términos chaflán, chaflán y redondeo se usan indistintamente a pesar de que los tres son tratamientos de bordes. En esta sección, abordaremos la confusión entre achaflanar, redondear y achaflanar.
Un borde biselado, como se explicó, es un acabado de borde entre dos superficies. La superficie puede tener cualquier ángulo, el chaflán puede tener múltiples ángulos y el perfil del chaflán puede tener cualquier número de superficies rectas, redondas o curvas.
Un chaflán, por el contrario, tiene una ejecución muy limitada. Generalmente se ubica entre dos superficies planas en uniones de 90° y tiene una superficie plana en lugar de un perfil complicado. Un chaflán es como un subconjunto del proceso de chaflán.
Finalmente, un filete es otra característica del borde, pero tiene un único perfil redondo que conecta dos superficies. Generalmente es útil para reducir las concentraciones de estrés, los riesgos de seguridad y mejorar la estética.
Uso de chaflanes en aplicaciones técnicas.
Los chaflanes tienen innumerables aplicaciones en una amplia variedad de industrias. Son una característica de diseño muy común que puede estar presente en casi cualquier producto. Algunas de las principales aplicaciones técnicas son las siguientes:
- Preparación de soldadura : La preparación del borde de la soldadura es, con diferencia, la aplicación más común del proceso de biselado. El chaflán de alta calidad mejora la penetración de la soldadura, la resistencia de la soldadura y la resistencia a la fractura.
- Biselado de tubos y mangueras : Los tubos son productos universales con una amplia gama de usos posibles. La unión de dos tubos/mangueras no es posible sin un procesamiento de bordes profesional.
- Herramientas de corte : El corte requiere bordes afilados con una geometría de borde compleja y correcta. El biselado es un método común para dar a los filos de las herramientas de corte la forma adecuada para que puedan cortar fácilmente materiales duros.
- Aplicaciones industriales : muchos componentes de la industria aeroespacial/automotriz tienen bordes biselados. Por ejemplo, los perfiles exteriores de los aviones rara vez tienen esquinas afiladas para minimizar la resistencia y mejorar la eficiencia del combustible.
- Arquitectura/Decoración del hogar : No se puede pasar por alto la estética de un borde biselado. Todo en la casa, desde las mesas hasta los azulejos, desde los muebles hasta los electrodomésticos, tiene cortes biselados por motivos visuales y de seguridad para el usuario.
Concluyendo
El proceso de biselado es un proceso común en la industria manufacturera y se utiliza ampliamente. Los chaflanes contribuyen al rendimiento, la seguridad y la estética de la pieza y están disponibles en una variedad de configuraciones de diseño.
Preguntas frecuentes
¿Cuáles son los defectos de chaflán más comunes?
Los chaflanes son susceptibles a varios tipos de defectos. Algunos de los más comunes son ángulos de bisel inconsistentes, bordes ásperos, bordes quemados, astillados y grietas en los bordes. Todo esto se puede evitar aplicando técnicas de fabricación y parámetros de proceso profesionales.
¿Cuáles son los parámetros más importantes al biselar?
Los parámetros de chaflán más importantes son el ángulo del chaflán, el ancho del chaflán, el chaflán y la velocidad.
¿Cuál es el propósito de la preparación del borde biselado?
La preparación del borde biselado es una parte importante del proceso de biselado. Garantiza bordes lisos y limpios, ayuda a lograr precisión en el mecanizado y aumenta la vida útil de la herramienta.
