Perforación con pistola: la guía definitiva
La perforación permite crear agujeros circulares en materiales sólidos utilizando una herramienta giratoria. Es una de las formas más comunes operaciones de mecanizado Le ofrecemos una forma de producir agujeros con diámetros y profundidades definidos. Existen diferentes métodos de perforación y aquí analizamos la perforación con pistola.
¿Qué es la perforación con cañón?
Con la perforación con cañones, se pueden lograr operaciones de perforación precisas y profundas en una gran variedad de materiales. Este método de perforación se utilizó inicialmente para fabricar cañones de armas, de ahí su nombre. No obstante, la perforación con cañones como proceso ha evolucionado y se ha utilizado en operaciones de perforación de alta precisión.
Con la perforación con pistola, se pueden lograr orificios rectos de inmensa profundidad con una relación longitud-diámetro de más de 300:1. El refrigerante se suministra a través del hueco de la herramienta de perforación, lo que permite lograr un acabado de superficie suave mediante la eliminación de calor y la evacuación de virutas.
Ventajas de la perforación con pistola en el torno
El uso de la perforación con cañón en un torno combina la versatilidad del torno y la precisión de la perforación con cañón. A continuación, se indican algunas ventajas de configurar su equipo de perforación de esta manera:
- El torno permite alinear la herramienta de perforación con la pieza de trabajo. De esta manera, se consiguen agujeros impresionantemente rectos y profundos, especialmente en piezas de trabajo largas y delgadas, con una gran precisión.
- Los niveles de tolerancia en la perforación con cañón son muy estrictos. Con un torno, puede repetir las operaciones de perforación con cañón para obtener resultados consistentes.
- La rotación del torno promueve un proceso de alimentación constante, lo que garantiza un acabado de superficie suave sin necesidad de posprocesamiento.
- La implementación de un torno en su operación de taladrado con cañón ofrece estabilidad al proceso, lo que reduce los errores de desalineación y la desviación de la herramienta. De esta manera, su operación de taladrado con cañón es eficiente y permite lograr la máxima relación longitud-diámetro.
- El sistema de suministro de refrigerante del torno garantiza un suministro constante a la herramienta de perforación, lo que permite una mejor evacuación de las virutas. De esta manera, se reducen las obstrucciones e incluso las fallas de la herramienta al realizar orificios en longitudes extensas.
- La versatilidad de los tornos permite realizar operaciones de taladrado con cañón en piezas de trabajo de distintos tamaños. Se pueden sujetar piezas de trabajo de diferentes diámetros y longitudes en un torno antes de la operación de taladrado.
- La estabilidad que ofrece el torno garantiza condiciones de corte controladas, lo que minimiza las cargas de impacto y las vibraciones. Esto ayuda a prolongar la vida útil de la herramienta y garantizar la máxima eficiencia operativa.
- Al combinar el equipo de perforación con torno, se reduce el tiempo de preparación y el costo requerido en comparación con el uso de varios equipos. Esto es más eficiente.
Cómo elegir una máquina perforadora de cañón
El éxito de su operación de perforación con cañón dependerá de la máquina perforadora que elija. Su elección está influenciada idealmente por varios factores, algunos de los cuales se enumeran a continuación:
· Tipo de material
Se pueden taladrar con pistola diversos materiales con diferentes propiedades físicas y mecánicas. Mientras que algunos materiales, como el aluminio, son blandos, otros, como el acero, son duros. En consecuencia, una máquina taladradora con pistola utilizada para aluminio no funcionará de manera eficaz en acero.
· Parámetros del agujero
Los parámetros clave que influyen en la selección de una máquina perforadora de cañón son el diámetro y la profundidad. Se proporciona un valor máximo y mínimo para el diámetro que suele estar entre 1 mm y 50 mm. La profundidad se determina mediante la relación entre la longitud y el diámetro, que suele alcanzar 300:1.
· Volumen de producción
Puede tener una máquina perforadora de pistola operada manualmente o CNC dependiendo de la cantidad de artículos que desee producir. Una máquina perforadora de pistola con Control CNC constituye funciones y sistemas automáticos ideales para producciones de gran volumen.
· Tamaño y forma de la pieza de trabajo
El tamaño de la pieza de trabajo determina la longitud de la bancada de la máquina y su capacidad para sujetar una pieza de trabajo. Si la pieza de trabajo es larga, la máquina perforadora de cañón debe acomodarla cómodamente. Además, la máquina debe tener accesorios ideales para sujetar de forma segura una pieza de trabajo de cualquier forma.
· Estructura de la máquina
La perforación con cañón es una operación de alta precisión que no se adapta bien a problemas como la vibración y las cargas de tensión. De lo contrario, puede provocar ineficiencias en el orificio y, en el peor de los casos, daños en la herramienta. Una máquina con características como guías y tornillos de bolas proporciona estabilidad para un movimiento suave de la herramienta.
· Compatibilidad de herramientas
Dadas las diferentes herramientas que se requieren para la operación de perforación con cañones, algunas máquinas solo admiten determinadas herramientas. Otras máquinas son muy versátiles y pueden adaptarse a un espectro diverso de herramientas. A menos que se realicen operaciones de perforación con cañones muy especializadas, esta última opción siempre es ideal.
· Evacuación de refrigerante y virutas
Debido a las profundidades de corte que se logran con la perforación con pistola, es necesario contar con un sistema que pueda conducir eficazmente el refrigerante. Es preferible un sistema de alta presión con una bandeja de recolección para permitir el reciclaje. De esta manera, puede eliminar eficazmente las virutas y lubricar las herramientas.
· Costo
El costo de adquirir una máquina perforadora varía según el tamaño de la máquina y el nivel de automatización, que depende de la escala de su operación. Para una operación de bajo volumen, no es necesario invertir en grandes máquinas automatizadas. Comprenda también que los costos operativos están directamente relacionados con el tamaño.
Pasos en el proceso de perforación de cañones
Al realizar la perforación con cañón, hay ciertos pasos esenciales que se deben implementar para lograr orificios profundos y precisos. La perforación con cañón es una operación altamente especializada que requiere una configuración y una ejecución adecuadas para obtener resultados de calidad.
1. Configuración
En primer lugar, se fija la pieza de trabajo a la máquina de forma que no se mueva durante la operación de taladrado. Para piezas de trabajo largas se pueden utilizar elementos de sujeción adicionales, como casquillos y lunetas. A continuación, se monta el taladro de cañón en el portaherramientas de la máquina.
2. Alineación
Un casquillo guía es eficaz para ayudarle a alinear el taladro con el lugar donde desea crear un orificio. De esta manera, mantiene el taladro de pistola bloqueado y garantiza que no haya desviaciones. Luego, centre la punta del taladro en la ubicación del orificio.
3. Perforación
Al girar la broca a alta velocidad se inicia el proceso de perforación. Una velocidad de avance lenta es ideal para guiar la punta de la broca mientras corta el material. Una velocidad de avance lenta garantiza que no se acumulen virutas, lo que ayuda a lograr un acabado de superficie suave. También evita el desgaste de la herramienta y los daños prematuros.
4. Inyección de refrigerante
Esto ocurre simultáneamente con el proceso de perforación y cumple varias funciones: enfriar la herramienta mediante el calor inducido por la fricción y expulsar las virutas. El refrigerante se conduce a través del hueco de la broca cañón hasta el punto de acción.
5. Eliminación de virutas
Es necesario retirar las virutas continuamente durante el proceso de perforación para evitar el bloqueo de la trayectoria y garantizar un acabado de alta calidad. Se aplica el refrigerante a alta presión, lo suficiente para expulsarlas con fuerza de la cavidad del orificio.
6. Inspección de agujeros
La inspección busca confirmar la precisión dimensional del orificio y la calidad en relación con la rectitud y el acabado de la superficie. Una vez finalizado el proceso de perforación, se retrae la broca para realizar la inspección. Las herramientas precisas, como los calibres basados en láser, son esenciales para confirmar las especificaciones del orificio.
Factores a tener en cuenta en el proceso de perforación con pistola
Al realizar una operación de perforación con cañón, es necesario controlar cuidadosamente varios parámetros para obtener un resultado exitoso. A continuación, se detallan algunos de los factores importantes que se deben tener en cuenta:
· Propiedades materiales
La dureza, tenacidad, ductilidad y abrasividad del material de la pieza de trabajo afectan el proceso de perforación con pistola. Los materiales duros y abrasivos requieren herramientas más rígidas, velocidades de corte más lentas y refrigerante a alta presión. Los materiales dúctiles producen virutas fibrosas, que pueden afectar la evacuación de virutas.
· Diseño de herramientas
Tenga en cuenta el filo de corte de la herramienta para asegurarse de que ofrezca un equilibrio entre la eliminación de material y la formación de virutas. Adapte su broca de cañón al diámetro de orificio deseado, lo que afecta la velocidad de avance, el flujo de refrigerante y la relación longitud-diámetro. Utilice HSS como material de herramienta para materiales blandos y carburo para materiales más duros.
· Especificaciones de los agujeros
El parámetro principal a tener en cuenta al taladrar con pistola es la relación longitud-diámetro. Si bien se puede lograr una relación de más de 300:1, es necesario contar con las herramientas adecuadas para mantener la precisión y abordar la evacuación de virutas. Considere utilizar bujes guía al principio para evitar la deflexión.
· Velocidad de avance y velocidad de corte
Al taladrar con pistola, es recomendable utilizar velocidades de avance bajas para mejorar la precisión y reducir el desgaste de la herramienta. Tener una velocidad de corte alta ayuda a producir un corte uniforme. No obstante, es necesario equilibrar la velocidad de avance y la velocidad de corte según el material de la pieza de trabajo.
· Sistema de refrigeración
Utilice sistemas de refrigeración de alta presión, especialmente para agujeros profundos, para evitar bloqueos por virutas, sobrecalentamiento, mal acabado de la superficie y desgaste de la herramienta. Existen distintos tipos de refrigerantes que puede seleccionar, desde fluidos sintéticos hasta aceites solubles en agua, según las condiciones de corte y el material.
· Control de virutas
Si no se controlan, las virutas generadas durante la perforación con cañón pueden provocar bloqueos, daños en la herramienta, defectos en la superficie o desviación del orificio. El uso de un taladro cañón con ranura en espiral ayuda a evacuar las virutas. También puede considerar la incorporación de rompevirutas para simplificar el proceso de evacuación.
· Soporte de piezas de trabajo
Es fundamental evitar el movimiento durante la perforación con pistola y sujetar la pieza de trabajo puede resultar útil en este sentido. Cuando trabaje con piezas de trabajo largas, utilice casquillos y lunetas o casquillos para obtener un soporte adicional que evite la deflexión.
· Desgaste de la herramienta
Después de un uso prolongado, es probable que la herramienta sufra desgaste. Controle el índice de desgaste mediante una inspección periódica y considere intervenciones como el reemplazo. Además, puede aplicar recubrimientos resistentes al desgaste, como el nitruro de titanio, para prolongar la vida útil de la herramienta al reducir la fricción y, por lo tanto, mejorar el rendimiento.
Aplicaciones clave
Existen varias aplicaciones en las que se necesitan orificios rectos, profundos, lisos y precisos de alta precisión. Como resultado, se utiliza la perforación con cañón como técnica de fabricación en las siguientes industrias:
· Industria aeroespacial
Los orificios precisos y de pequeño diámetro de las boquillas de los inyectores de combustible que se utilizan para controlar el flujo de combustible en los motores de las aeronaves se perforan con cañones. Algunas partes del tren de aterrizaje se hacen con canales huecos para mejorar la aptitud estructural. Además, los sistemas hidráulicos que se utilizan para transmitir fluidos a alta presión se perforan con cañones.
· Industria automotriz
Los inyectores de combustible de alta precisión utilizan la perforación de cañones para lograr su diseño eficaz que favorece la combustión. Los componentes del motor, como la transmisión y los cigüeñales, se fabrican mediante esta técnica para proporcionar integridad estructural y canales de lubricación.
· Fabricación de armas
Como se mencionó anteriormente, la perforación de cañones se utilizaba para fabricar cañones de armas, de ahí su nombre. Hasta el día de hoy, la perforación de cañones es la técnica que se utiliza para fabricar cañones de pistolas como rifles y escopetas. También se utiliza para fabricar proyectiles y municiones de artillería, así como componentes de cohetes.
· Dispositivos médicos
Los instrumentos quirúrgicos, como las agujas para biopsia y las herramientas endoscópicas, utilizan la perforación con pistola para crear orificios precisos, rectos y profundos. Este método también se utiliza para fabricar implantes ortopédicos que requieren canales huecos para su colocación en el cuerpo.
· Sector Energético
La perforación con cañones crea agujeros profundos para equilibrar las herramientas y distribuir el peso en los portamechas utilizados en la exploración petrolera. Los sistemas hidráulicos, como los colectores y las válvulas, se fabrican utilizando equipos de perforación con cañones. Las palas de turbinas impulsadas por vapor o gas utilizan la perforación con cañones para implementar pasajes para la disipación del calor.
· Fabricación de moldes y troqueles
La perforación con cañón es útil para crear canales de refrigeración de gran precisión dentro de los moldes para lograr un enfriamiento uniforme y, por lo tanto, tiempos de ciclo reducidos. Cuando se utiliza en la fabricación de matrices de precisión, la perforación con cañón ayuda en el diseño de matrices de estampación y otros procesos de forjado.
· Maquinaria y equipo pesado
Los canales de fluidos en los cilindros hidráulicos utilizados en maquinaria pesada se fabrican de esta manera, logrando una alta precisión. Además, los husillos de las máquinas herramienta utilizan trayectorias cilíndricas para refrigeración y lubricación realizadas mediante perforación con cañón.
Preguntas frecuentes
1. ¿Cuál es la diferencia entre la perforación con pistola y la perforación BTA?
Tanto la perforación con cañón como la perforación BTA (Boring and Trepanning Association) son técnicas de perforación de agujeros profundos. No obstante, la perforación con cañón se utiliza normalmente para crear agujeros con profundidades y diámetros más pequeños, normalmente entre 1 y 50 mm. La perforación BTA puede lograr agujeros con diámetros grandes, normalmente superiores a 50 mm.
2. ¿Qué tan profundo puede llegar un taladro de pistola?
Existen distintos factores que afectan la profundidad máxima que se puede alcanzar con un taladro cañón, como el diámetro del orificio y el tipo de material. Sin embargo, un taladro cañón puede alcanzar normalmente una relación longitud-diámetro superior a 300:1. Sin embargo, cuanto mayor sea el diámetro, menor será la relación longitud-diámetro.
3. ¿Cuál es la limitación de la perforación con pistola?
Hemos mencionado las principales ventajas de utilizar la perforación con pistola para su proyecto. Sin embargo, no está exento de limitaciones, como las siguientes:
- En comparación con otros métodos de perforación, la perforación con cañones es comparativamente más lenta, especialmente para agujeros más grandes, lo que resulta en tiempos de ciclo más largos.
- La perforación con pistola solo es viable con agujeros de diámetro pequeño (entre 1 y 50 mm) y no es adecuada para perforar agujeros con diámetros muy grandes.
- La evacuación de virutas supone un desafío, especialmente a grandes profundidades, lo que da lugar a un mayor desgaste de la herramienta y un acabado superficial deficiente.
- El diseño delgado de las brocas de cañón, junto con un solo filo, las hace propensas a un mayor desgaste y a posibles roturas. Esto es especialmente cierto a grandes profundidades y cuando se utilizan en materiales más duros.
- La eficiencia de perforación cuando se utiliza en materiales más duros o más resistentes, como aceros endurecidos y superaleaciones, se reduce considerablemente.
- Si bien es posible lograr relaciones extremas de profundidad a diámetro, lograr rectitud, precisión y eliminación de viruta se vuelve cada vez más difícil más allá de 300:1.
4. ¿Cuál es la tolerancia de perforación del cañón?
La alta precisión es una de las principales ventajas de la perforación con cañón, ideal cuando las tolerancias ajustadas y el posicionamiento preciso de los orificios son fundamentales. Si bien el material de la pieza de trabajo y la configuración de la máquina pueden afectar la tolerancia, la perforación con cañón puede lograr tolerancias dimensionales de ±0,0008″ a ±0,002″.
Conclusión
El proceso de perforación con cañón es una técnica muy eficaz para realizar orificios y canales de diámetro pequeño con gran precisión y consistencia. Su versatilidad le permite implementarlo en su taller para proyectos pequeños y en grandes plantas de producción con tolerancias ajustadas.
Recursos relacionados:
Máquinas perforadoras – Fuente: TSINFA
Piezas de la máquina perforadora radial – Fuente: TSINFA
Taladradoras y fresadoras – Fuente: TSINFA
Proceso de perforación – Fuente: WIKIPEDIA
Fabricantes de máquinas perforadoras – Fuente: TSINFA
