Serrado de metales: Habilidades y técnicas esenciales

I. Conocimientos básicos del proceso

1. Concepto y aplicación del aserrado

La operación de cortar o ranurar materiales o piezas de trabajo con una sierra manual se denomina aserrado. Sus aplicaciones se muestran en la Figura 1.

a) Materiales de corte
b) Retirada de materiales
c) Ranurado

2. Herramientas de aserrado

(1) Sierra de mano

Una sierra de mano consta de dos partes: el bastidor de la sierra y la hoja de sierra. El bastidor se utiliza para sujetar y tensar la hoja de sierra, y existen dos tipos: bastidor fijo y bastidor ajustable. La figura 2 muestra una sierra de bastidor fijo, y la figura 3 muestra una sierra de bastidor ajustable.

1-Cabeza de pinza fija (espiga cuadrada)
2-Marco de sierra ajustable
3-Ranura semicircular
4-Ranura limitadora
5-Marco de sierra fijo
Tuerca de 6 alas
7-Cabezal de sujeción móvil (espiga cuadrada)

Dado que la sección delantera del bastidor de la sierra ajustable puede extenderse y retraerse libremente dentro de la sección trasera, puede acomodar hojas de sierra de diferentes longitudes, lo que la hace ampliamente aplicable. La hoja de sierra se coloca en los pasadores redondos del cabezal de la abrazadera fija y del cabezal de la abrazadera móvil, y apretando la tuerca de mariposa del cabezal de la abrazadera móvil, se puede ajustar la tensión de la hoja de sierra.

(2) Hoja de sierra

El tamaño de una hoja de sierra viene indicado por la distancia entre los orificios de montaje de ambos extremos. El tamaño comúnmente utilizado es de 300 mm de largo, 12 mm de ancho y 0,8 mm de grosor.

1) Ángulos de diente de sierra

Como se muestra en la figura 4, el ángulo posterior del diente de sierra es de 40° a 45°, el ángulo de cuña es de 45° a 50°, y el ángulo frontal es de aproximadamente 0°.

2) Paso de los dientes

La distancia entre dos dientes de sierra adyacentes se denomina paso de diente. Cuanto mayor sea el paso del diente, mayor será el espacio de viruta. Basándose en el tamaño del paso del diente, las hojas de sierra pueden clasificarse en tres tipos: dientes gruesos, dientes medios y dientes finos, como se muestra en la Tabla 1.

Tabla 1 Especificaciones y aplicaciones de los dientes de sierra

3) Corte de sierra

Los dientes de la hoja de sierra se colocan alternativamente a izquierda y derecha para formar el corte de sierra. Existen dos tipos de formas, como se muestra en la Figura 5a, el corte de sierra ondulado; y en la Figura 5b, el corte de sierra alternante. Durante el aserrado, el corte de sierra forma el corte de sierra. Dado que la anchura del corte de sierra S es mayor que el grosor del dorso de la sierra b, la anchura del corte de sierra es siempre mayor que el grosor del dorso de la sierra, por lo que es menos probable que la hoja de sierra se atasque en el corte (reduciendo la aparición de pellizcos de sierra).

a) Dentado ondulado
b) Dentado alterno

La práctica ha demostrado que, a medida que se desgastan los dientes de la sierra, disminuye la anchura del corte de sierra. Cuando su anchura ya no es mayor que el grosor del dorso de la sierra, la anchura del corte de sierra resultante tampoco es mayor que el grosor del dorso de la sierra. Esto provoca una gran fricción entre la hoja de sierra y el corte, dificultando el serrado y provocando pellizcos en la sierra, pudiendo llegar a romper la hoja de sierra.

4) Selección de las hojas de sierra

Elija hojas de sierra de diferente grosor según la dureza y el grosor del material de la pieza. Al serrar materiales blandos o piezas de trabajo gruesas, utilice hojas de sierra de dentado grueso con mayor espacio para las virutas. Al serrar materiales duros y piezas de trabajo finas, utilice hojas de sierra de dentado medio o incluso fino para evitar que la hoja se atasque y reducir el astillado y el embotamiento de los dientes.

En general, las hojas de sierra de dientes gruesos son adecuadas para serrar materiales blandos. metales como el cobre y el aluminio, así como piezas de trabajo gruesas; las hojas de sierra de dientes finos son adecuadas para serrar acero duro, chapas metálicas y tubos de paredes finas; mientras que las hojas de sierra de dientes medios se utilizan sobre todo para procesar acero ordinario, hierro fundido y piezas de trabajo de grosor medio, como se muestra en la figura 6.

a) Dentado grueso para piezas gruesas
b) Dentado fino para piezas finas

II. Habilidades operativas básicas

1. Instalación de la hoja de sierra

1) Elija una hoja de sierra adecuada según el material y el grosor de la pieza.

2) El bastidor de sierra ajustable de la sierra para metales ajustable debe colocarse en la ranura interior del bastidor de sierra fijo, de modo que la superficie superior del bastidor de sierra ajustable esté alineada con el bastidor de sierra fijo.

3) Dirección de instalación. La figura 7a muestra la dirección de instalación correcta de la hoja de sierra, mientras que la figura 7b muestra la dirección de instalación incorrecta. Si la hoja de sierra se instala al revés, no sólo no corta, sino que provoca un rápido desgaste de los dientes de la sierra.

a) Sentido de montaje correcto de la hoja de sierra
b) Sentido de montaje incorrecto de la hoja de sierra

4) Tensión de la instalación de la hoja de sierra. Si la hoja de sierra se instala demasiado apretada, pierde su elasticidad y es propensa a romperse; si se instala demasiado floja, la hoja de sierra puede torcerse bajo presión, causando que el corte de la sierra sea sesgado y también propenso a la fractura frágil. Basándonos en la experiencia, después de apretar la hoja de sierra, utilice dos dedos para empujar la hoja de sierra hacia la izquierda y hacia la derecha; debe tener un ligero movimiento de giro pero sin tambalearse, como se muestra en la figura 8.

5) Después de instalar la hoja de sierra, su plano debe alinearse con el plano central del bastidor de la sierra, sin ninguna torsión.

2. Sujeción de la pieza durante el aserrado

La figura 9 muestra la posición de sujeción de la pieza durante el aserrado, con los siguientes puntos clave:

• La pieza debe sujetarse lo más a la izquierda posible en el tornillo de banco, con la línea de corte paralela a las mordazas del tornillo, a unos 5-10 mm de las mordazas de hierro.
• La pieza de trabajo debe sobresalir lo menos posible en dirección vertical, de lo contrario vibrará durante el aserrado y puede llegar a romper la hoja de sierra.
• La pieza de trabajo debe sujetarse firmemente para evitar que se mueva durante el aserrado, lo que podría romper la hoja de sierra.
• Al serrar tubos y metales blandos, especialmente al sujetar superficies de piezas mecanizadas, utilice almohadillas blandas para evitar dañar la pieza.

3. Puntos clave de la operación de aserrado

(1) Empuñadura del bastidor de la sierra

En la figura 10 se muestra la forma correcta de agarrar el bastidor de la sierra. La mano derecha agarra firmemente el mango, mientras que la izquierda se apoya ligeramente en la parte curva del bastidor de la sierra, con el pulgar presionando la parte posterior del bastidor de la sierra y los otros cuatro dedos agarrando el extremo delantero. El movimiento del bastidor de la sierra y la fuerza de presión y empuje durante el aserrado son controlados principalmente por la mano derecha, mientras que la mano izquierda ayuda a sostener la sierra de mano.

Hay dos agarres incorrectos comunes: ① colocar el dedo meñique izquierdo debajo de la espiga de la sierra; ② agarrar completamente el extremo delantero del bastidor de la sierra con la mano izquierda.

(2) Postura de aserrado de pie

Como se muestra en la figura 11, párese firmemente con ambos pies frente al tornillo de banco, colocados a la izquierda de la línea central del tornillo de banco, a una distancia aproximadamente igual a la longitud total de la hoja de sierra; a continuación, dé un paso adelante con el pie izquierdo, con la distancia entre la punta del pie derecho y el talón izquierdo aproximadamente igual a la longitud del bastidor de la sierra. El pie izquierdo debe formar un ángulo de 30° con la línea central del tornillo de banco, y el pie derecho debe formar un ángulo de 75°.

(3) Arranque de la sierra

El arranque de la sierra es el primer paso en el proceso de aserrado, y la calidad del arranque afecta directamente a la calidad del aserrado.

Para arrancar la sierra suavemente, utilice el pulgar izquierdo para sujetar la hoja de sierra en el lugar donde tiene que empezar (asegúrese de seguir la línea de corte marcada e identificar claramente qué pieza es la que se va a retener para procesarla, para evitar desguazar la pieza, como se muestra en la figura 12).

Cuando empiece a serrar, aplique una ligera presión y utilice movimientos alternativos cortos. Una vez que la ranura tenga 2-3 mm de profundidad, suelte la mano que sujeta la hoja de sierra y mueva el bastidor de la sierra a una posición horizontal para un aserrado normal.

Existen dos métodos comunes para arrancar la motosierra: arranque lejano y arranque cercano.

1) Inicio lejano

El arranque lejano es el método más utilizado para arrancar la sierra. Como se muestra en la Figura 13a, el arranque lejano comienza a serrar desde el extremo de la pieza más alejado de usted. Dado que los dientes de la sierra cortan gradualmente la pieza de trabajo, se evita que los dientes se enganchen en el borde de la pieza de trabajo y se astillen.

a) Inicio lejano
b) Cerca de la salida

2) Cerca de la salida

Como se muestra en la Figura 13b, casi se empieza a serrar por el extremo de la pieza más cercano a usted. La ventaja es que puede ver claramente la línea de corte, pero si no se hace correctamente, los dientes de la sierra pueden engancharse fácilmente en el borde de la pieza y romperse.

Independientemente del método de arranque utilizado, el ángulo de arranque debe ser inferior a 15°. Si el ángulo de arranque es demasiado grande, los dientes de la sierra se engancharán en el borde de la pieza de trabajo y se astillarán; si el ángulo de arranque es demasiado pequeño o plano, los dientes de la sierra no cortarán fácilmente en el material o pueden resbalar y deshilachar la superficie de la pieza de trabajo.

(4) Proceso de serrado

Como se muestra en la figura 14, al serrar hacia delante, incline el cuerpo ligeramente hacia delante y presione de forma natural hacia el bastidor de la sierra. Cuando la carrera hacia delante alcance aproximadamente dos tercios de la longitud de la hoja de sierra, deje que el cuerpo vuelva a su posición utilizando la fuerza reactiva del aserrado.

En la carrera de retorno, levante ligeramente el bastidor de la sierra con la mano izquierda, permitiendo que la hoja de sierra se deslice ligeramente sobre la pieza de trabajo. Una vez que el cuerpo vuelva a la posición inicial, prepárese para el segundo movimiento de vaivén. Durante todo el proceso de aserrado, mantenga un corte de sierra recto, corrigiendo inmediatamente cualquier desviación.

(5) Dos formas comunes de aserrado

1) El aserrado rectilíneo de vaivén, como se muestra en la Figura 15a, implica controlar el bastidor de la sierra para que se mueva en un movimiento rectilíneo de vaivén con ambas manos, ya sea empujando hacia delante o tirando hacia atrás. Esta forma de aserrado se denomina aserrado de vaivén recto. Minimiza el balanceo a izquierda y derecha del bastidor de la sierra, facilitando la obtención de un corte de sierra más recto y un fondo más plano al cortar ranuras.

a) Serrado recto de vaivén
b) Serrado oscilante de pequeña amplitud

2) Oscilación de pequeña amplitud, como se muestra en la Figura 15b, implica levantar el antebrazo delantero y bajar el antebrazo trasero al empujar la sierra hacia delante, y levantar el antebrazo trasero y bajar el antebrazo delantero al tirar hacia atrás, creando un movimiento de oscilación de pequeña amplitud del bastidor de la sierra.

Comparado con el aserrado alternativo recto, la principal ventaja de este método es la reducción de la fatiga durante largos periodos de aserrado. La desventaja es que el balanceo hacia arriba y hacia abajo de los antebrazos delanteros y traseros puede causar cierto balanceo a izquierda y derecha del bastidor de la sierra, lo que afecta a la rectitud de la superficie aserrada. Además, al cortar ranuras, la parte inferior de la ranura tendrá forma de arco.

(6) Control de la fuerza de serrado

Durante el aserrado manual, el operario controla la fuerza aplicada por la sierra manual al material de la pieza de trabajo, incluyendo la fuerza de empuje de aserrado y la fuerza de presión de aserrado. El principio de la aplicación de fuerza en el aserrado consiste en mantener una presión de aserrado adecuada al tiempo que se consigue un empuje suave y constante sin atascos.

1) Como se muestra en la Figura 4, cuando se empuja la sierra hacia delante, los dientes de la sierra están en estado de corte; cuando se tira de la sierra hacia atrás (carrera de retorno), los dientes de la sierra no cortan. Por lo tanto, el operario debe aplicar presión de aserrado al empujar hacia delante y levantar ligeramente la sierra durante la carrera de retorno sin aplicar presión, de lo contrario se acelerará el desgaste de la hoja de sierra.

2) El operario debe elegir una presión de serrado razonable en función de la dureza del material que esté procesando. Cuando sierre materiales blandos (como cobre, aluminio, acero de bajo contenido en carbono, etc.), aplique menos presión para evitar cortar demasiado profundo y causar atascos; cuando sierre materiales duros (como acero de alto contenido en carbono, hierro fundido, etc.), aplique mayor presión, ya que no son fáciles de cortar, para evitar deslizamientos.

3) Durante el aserrado, para garantizar la estabilidad y seguridad de la operación, así como para reducir el desgaste de los dientes de la sierra, la presión de aserrado debe ajustarse adecuadamente en función de las condiciones reales de aserrado.

① Si el serrado se vuelve difícil durante el proceso, analice la causa rápidamente. Si las puntas de los dientes de la sierra están desgastadas, reduzca la presión o cambie la hoja de sierra; si hay puntos duros en el material de la pieza, reduzca la presión o cambie a una hoja de sierra de dientes finos.

② Reducir la presión cuando se vaya a cortar la pieza.

(7) Control de la dirección de corte

Aserrar siguiendo la línea de corte para conseguir un corte recto es un requisito básico para la calidad del aserrado. Para ello, es necesario controlar bien la dirección de serrado durante la operación.

1) Durante el aserrado, compruebe con frecuencia si el corte de la sierra se desvía de la línea de corte, y corríjalo con prontitud si hay tendencia a desviarse.

2) Como se mencionó anteriormente, al instalar la pieza de trabajo, la línea de corte es paralela a las mordazas del tornillo de banco, por lo que durante el aserrado, el borde de las mordazas del tornillo de banco se puede utilizar como línea de referencia. Es decir, durante el proceso de aserrado, intente mantener la dirección de avance del aserrado siempre paralela al borde de las mordazas del tornillo de banco.

3) Procure que el bastidor de la sierra no se balancee a izquierda y derecha durante el proceso de aserrado.

(8) Velocidad y carrera de la sierra

La velocidad de serrado adecuada es de 20-40 golpes por minuto. El serrado puede ser más rápido para materiales blandos y más lento para materiales duros. Si la velocidad es demasiado rápida, la hoja de sierra se desgastará rápidamente; si es demasiado lenta, la eficacia será baja. Para evitar que la parte central de la hoja de sierra se desgaste con demasiada rapidez, el recorrido de aserrado no debe ser inferior a dos tercios de la longitud de la hoja, pero las espigas delantera y trasera de la sierra no deben tocar los bordes de la pieza de trabajo.

(9) Corrección de cortes de sierra torcidos

Durante el proceso de aserrado, a menudo se producen cortes sesgados debido a las siguientes razones:

• Al instalar la pieza, la dirección de la línea de corte no coincide con la dirección vertical.
• La hoja de sierra está instalada demasiado floja o está torcida con respecto al plano del bastidor de la sierra.
• Utilizar una hoja de sierra con desgaste desigual en ambos lados de los dientes.
• Una presión de serrado excesiva hace que la hoja de sierra oscile a izquierda y derecha.
• El bastidor de la sierra no se mantiene recto o la fuerza se aplica de forma desigual, lo que provoca que la parte posterior de la hoja de sierra se desvíe del corte.

Si se detecta una inclinación durante el proceso de aserrado, debe corregirse rápidamente: Como se muestra en la figura 16, incline la parte superior del bastidor de la sierra en la misma dirección que la inclinación, aplique una ligera presión hacia abajo mientras sierra, utilizando el hecho de que el corte de la sierra es más ancho que el grosor del dorso de la sierra para corregir el corte. Una vez que el corte vuelva a la posición correcta, enderece inmediatamente el bastidor de la sierra y continúe serrando utilizando el método normal.

4. Aserrado de piezas típicas

(1) Aserrado de acero plano y angular

La experiencia ha demostrado que para garantizar que los dientes de la sierra no queden atrapados por los bordes de la pieza durante el aserrado y evitar la rotura de la hoja de sierra, normalmente 3-4 dientes deben estar en contacto con la superficie que se está aserrando. Por lo tanto, al aserrar acero plano o hierro en ángulo, el aserrado debe realizarse desde la cara ancha hacia abajo, como se muestra en la Figura 17. El aserrado desde la cara ancha hacia abajo no sólo mejora la eficacia, sino que también evita el astillado de la pieza.

a) Correcto
b) Incorrecto

Por el contrario, si se sierra desde el lado estrecho hacia abajo, no sólo resulta antieconómico, sino que además sólo unos pocos dientes de sierra entran en contacto con la pieza, lo que provoca que los dientes se atasquen. Cuanto más fina es la pieza, más fácil es que los dientes de la sierra queden atrapados por los bordes de la pieza y se rompan.

(2) Aserrado de canales de acero

1) Sujeción del canal de acero antes del aserrado

El canal de acero debe sujetarse correctamente antes de serrarlo para evitar deformaciones durante el proceso de serrado que puedan afectar a su uso. La figura 18 muestra el método de sujeción del canal de acero en un tornillo de banco antes del aserrado.

a) Método de sujeción correcto
b) Método de sujeción incorrecto

2) Método de aserrado para canal de acero

Como se muestra en la figura 19, cuando se sierra acero para canales, generalmente se hace en tres pasadas desde el lado ancho hacia abajo. No se puede serrar hacia abajo por un solo lado, sino que hay que intentar empezar a serrar por el corte largo en la medida de lo posible. Por lo tanto, la pieza debe reposicionarse varias veces. En primer lugar, sierre un lado del canal de acero en la superficie ancha (véase la Figura 19a); a continuación, gire el canal de acero y sujételo para serrar la parte central de la superficie ancha (véase la Figura 4-19b); por último, gire el canal de acero lateralmente y sujételo para serrar el otro lado de la superficie ancha (véase la Figura 19c).

a) Dar la vuelta a uno
b) Voltear dos
c) Voltear tres
d) Trayectoria normal de la sierra

Si el canal de acero se sujeta una sola vez y se sierra abierto como se muestra en la Figura 19d, en primer lugar, la eficiencia es baja; en segundo lugar, cuando se sierra la parte media alta y estrecha, los dientes de la sierra son propensos a romperse, y el corte no será uniforme, por lo que este método no es recomendable.

(3) Aserrado de ranuras profundas

Como se muestra en la Figura 20, cuando sierre ranuras profundas, primero sierre verticalmente. Cuando la altura de la ranura alcance la altura del bastidor de la sierra, éste chocará con la pieza de trabajo. En ese momento, retire la hoja de sierra, gírela 90° y vuelva a instalarla, girando el bastidor de la sierra hacia el lado de la pieza de trabajo; a continuación, continúe serrando siguiendo la trayectoria original.

(4) Aserrado de materiales tubulares

1) Sujeción de materiales tubulares antes del aserrado

Los materiales tubulares deben sujetarse correctamente antes del aserrado para evitar deformaciones del diámetro interior durante el proceso de aserrado que puedan afectar a su uso. La figura 21 muestra el método de sujeción de materiales tubulares en un tornillo de banco antes del aserrado.

a) Método de sujeción correcto
b) Método de sujeción incorrecto

2) Proceso de serrado de materiales tubulares

Como se muestra en la Figura 22, al serrar materiales tubulares, no se puede serrar desde una sola dirección. Esto se debe a que después de que la sierra penetra en la pared interior del tubo, los dientes de la sierra cortarán en la pared delgada, y debido a la fuerza concentrada, pueden ser fácilmente atrapados por la pared del tubo y romperse.

El método correcto es el siguiente: cuando la sierra llegue a la pared interior del tubo, deje de serrar, gire el tubo ligeramente en la dirección de empuje de la sierra y continúe serrando a lo largo de la ranura original. Siga girando y serrando hasta que quede cortado. También debe tenerse en cuenta que, en el caso de tubos redondos de paredes finas, deben sujetarse y serrarse con tacos de madera en forma de V antes de serrarlos.

(5) Serrado de chapas finas

Como se muestra en la figura 23, sujete el material de la placa delgada entre dos bloques de madera y, a continuación, sujételos juntos en el tornillo de banco para serrar. Esto aumenta la rigidez del material de la placa delgada durante el aserrado y evita que se rompan los dientes de la sierra.

5. Precauciones de seguridad al serrar

• La tensión de la hoja de sierra debe ser la adecuada, ni demasiado floja ni demasiado apretada.
• No aplique demasiada presión sobre la sierra manual durante el aserrado, de lo contrario, puede provocar la rotura de la hoja de sierra.
• Si durante el proceso de aserrado se observan astillas en los dientes de sierra, resuélvalas rápidamente para evitar daños mayores.
• Cuando la pieza esté a punto de serrarse, aplique menos presión y reduzca la velocidad. Utilice la mano izquierda para apoyar la pieza que va a serrar, y controle el bastidor de la sierra con la mano derecha para serrar lentamente la pieza que va a retirar. De este modo se evitan lesiones en los brazos por una presión excesiva al serrar y también se evita que la pieza retirada caiga y lesione los pies.