cepilladora mortajadora y brochadora
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Cepilladora
1.1. Limadora o cepillo de codo
1.1.1. Generalidades
Es una máquina herramienta para
el mecanizado de piezas por arranque de
viruta, mediante el movimiento lineal
alternativo de la herramienta.
La mesa que sujeta la pieza a
mecanizar, realiza un movimiento de
avance transversal para realizar
determinados trabajos, como la
generación de una superficie plana, de
ranuras equidistantes, asimismo, tambiénes posible desplazar verticalmente la
herramienta o la mesa, manual o
automáticamente, para aumentar la
profundidad de pasada.
Es una máquina-herramienta con
movimiento principal de traslación que
se realiza en sucesivos ciclos de avance
y retroceso de la herramienta. En el
avance, la herramienta elimina material,
mientras que en el retroceso vuelve a su posición inicial de ciclo sin eliminación de
material.
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1.1.2. Diferencias entre limadora o cepilladora de codo y la cepilladora
Las principales diferencias entre la limadora
o cepillo de codo y la cepilladora de mesa son 2:
a) En la limadora o cepillo de codo el
movimiento principar de avance lo realiza la
herramienta, mientras que la pieza solamente realiza
los movimientos secundarios de avance transversal
y de penetración, mientras que en la cepilladora de
mesa, el movimiento principal los realiza la pieza
mientras que la herramienta solamente realiza los
movimientos secundarios, de avance transversal y
de penetración.
b) En la limadora solamente se monta unaherramienta que trabajaría en la carrera de avance
del carnero y retrocedería a su posición original sin
trabajo, mientras que en la cepilladora de mesa, se
pueden montar varias herramientas con la
posibilidad de que estas trabajen una en la carrera
de avance y otra en la de retroceso o varias en la carrera de avance.
Partes principales y funcionamiento.
Limadora
Una limadora puede ser esquematizada de la siguiente forma:
• Bancada: Es el elemento soporte de la máquina, aloja todos los mecanismos de
accionamiento, suele ser de fundición y muy robusta. Está provista de guías
horizontales sobre las que deslizan el carnero y dos guías verticales sobre las que
puede desplazarse verticalmente la mesa.
Limadora
Cepilladora
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• Carnero o carro: Es la parte móvil de la máquina, realiza un movimiento
rectilíneo alternativo, se desliza sobre guías horizontales situadas en la parte
superior de la bancada y en cuya parte frontal hay una torreta provista de un
portaherramientas en el que se fija la herramienta de corte.
• Guías
• Motor de accionamiento: El motor de accionamiento suministra la potencia
requerida para el mecanizado, que se realiza gracias al movimiento alternativo
del carnero. Los valores de potencia oscilan entre 1 Kw. y 8 Kw. según las
dimensiones de la máquina-herramienta. El movimiento alternativo de traslación
se consigue mediante un mecanismo de colisa, esquematizado.
• Mecanismo de accionamiento del carnero: Hay varios tipos de mecanismos de
accionamiento del carnero: Por cremallera, por palanca oscilante, biela-manivela
o hidráulico. El más utilizado es por colisa o accionamiento biela-manivela.
Este mecanismo conecta el motor de accionamiento a una rueda o volante
que gira con una velocidad angular constante. A su vez esta rueda, mediante un
saliente regulable en distancia al eje de rotación de la rueda, obliga el
movimiento en vaivén de una horquilla cerrada que tiene su extremo inferior
anclado a un punto fijo, situado en el mimo plano vertical que el propio eje de
rotación de la rueda. La horquilla va unida en su extremo superior a un elemento
móvil en forma de U, que se desplaza, obligado por una guía, según una
dirección contenida en el plano horizontal. Este elemento es solidario al carnero
y le proporciona su movimiento de traslación en avance y retroceso.
El perfil de velocidades del elemento móvil y del carnero, se encuentra
esquematizado en el esquema anterior, y a partir de él, puede observarse que la
velocidad de corte v, no es constante, ya que comienza con valores iniciales
nulos en los extremos de los recorridos, hasta alcanzar los valores máximosdurante los recorridos de avance (+v) y retroceso (-v).
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El valor máximo de la velocidad en el retroceso, es mayor que el valor
máximo de la velocidad durante el avance. Asimismo el tiempo empleado en el
retroceso es menor que el empleado durante el avance.
• Porta herramientas: Es la parte sobre la cual se fija la herramienta de corte. Esta
provisto de un sistema (charnela) por el cual la herramienta se repliega el lacarrera de retroceso para no incidir sobre la pieza.
• Mesa: Sobre las guías verticales de la parte frontal de la bancada se apoya un
carro provisto de guías horizontales sobre las que de desplaza la mesa
propiamente dicha, por tanto puede moverse verticalmente por desplazamiento
vertical del carro. El accionamiento de la mesa puede ser mecánico o hidráulico.
El movimiento de avance de la herramienta es automático.
1.1.3. Herramientas de corte:
La herramienta es de tipo monofilo,
y similar a la empleada en
operaciones de torneado, se
encuentra sujeta en el extremo
delantero del carnero, pudiendo ser
regulada su posición en altura a fin
de poder efectuar el movimiento de
penetración.
Existen diferentes tipos de
herramientas en función de la
finalidad para la cual están
diseñadas: Herramientas para
desbaste, herramientas para acabado,
herramientas de izquierdas,
herramientas de forma, herramientas
para operaciones especiales, para
esquinas…
Dependiendo del material por el que se constituyen se pueden
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agrupar en: herramientas de acero rápido para herramientas HS, acero
extrarrápido al cobalto HSS, o metales duros con base de carburo metálico.
La herramienta es de tipo monofilo y de aspecto parecido a la del torno,
con la particularidad de que es más robusta y sus ángulos de corte son distintos.
1.1.4. Operaciones da trabajo:
Las operaciones más habituales realizada en la limadora es la de planificado
en desbaste de superficies planas. Para ello la herramienta recorre en sucesivas
carreras de ida y vuelta de longitud L, toda la superficie de la pieza a mecanizar
de anchura B.
Los trabajos mas frecuentes que pueden realizarse con una
limadora son:
o Mecanizado de superficies planas horizontales
o Mecanizado de superficies planas verticales
o Mecanizado de superficies planas inclinadas
o Ranurados, chaflanes, formas especiales, escalones…
o Mecanizado de engranajes
El trabajo en la limadora no permite obtener buenos acabados
superficiales, siendo normalmente desarrollado como una operación de desbaste
previa a otras operaciones de acabado realizadas en otras máquinas-herramienta
tales como la fresadora.
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1.1.5. Movimientos de trabajo
A) movimiento principal: lo tiene la herramienta, que al trasladarse
linealmente sobre la pieza provee la velocidad de corte Vc, en m/min.
B) movimientos secundarios: los tiene la pieza y son el de avance f lateral en
mm/carrera y la profundidad de pasada d.
1.1.6. Fijación de la pieza.
La sujeción de la pieza se realiza o bien por bridas de sujeción
directamente a la mesa de trabajo o bien mediante una mordaza anclada con
anterioridad a la mesa.
1.1.7. Parámetros de corte
En el limado, los parámetros y
variables de corte, así como las
expresiones que los relacionan, sonanálogos a los definidos para las
operaciones de torneado, con la
salvedad, de que la velocidad de corte
es de traslación.
En la figura quedan
representados: el ancho de corte (b), el
espesor de viruta in deformada (ac), la
profundidad de pasada (ap), el avance
(f), la sección de viruta in deformada
(Ac), el ángulo de posición (kr), la velocidad de corte (v), la dirección de lavelocidad de avance (vf), y el ancho de la pieza (B).
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Algunas expresiones que relacionan estos parámetros son:
Sección de viruta : Ac= b ac = f ap
Velocidad de corte: En este caso, y debido al mecanismo deaccionamiento, la velocidad de corte no es constante. En la práctica suele
tomarse un valor medio para dicha velocidad en cada una de las dos carreras,
avance y retroceso, considerándose constante a lo largo de las mismas. En la
figura 30 se representan dichos valores medios como va y vr.
Velocidad de avance : En este caso no es una velocidad continua ya que
se produce intermitentemente entre cada carrera de ida y vuelta. No puede por
tanto hablarse de una velocidad de avance propiamente dicha, aunque sí tiene
sentido hablar de la dirección de la velocidad de avance.
Velocidad de corte:
Volumen de material eliminado por unidad de tiempo :
& z =Ac v = f ap v
Fuerza de corte: (paralela a la dirección de la velocidad v):
Fc = ks Ac
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Potencia requerida en el proceso :
Pot = &W = Fc v = ks & z
Tiempo de mecanizado :
La cepilladora
1.1.8. Generalidades
Cuando la pieza es larga (mas de 700mm), la máquina usada es la cepilladora, ya
que en esta, el movimiento alternativo lo tiene la mesa, en tanto la herramienta montada
en un puente entre dos columnas tiene los movimiento secundarios.
De esta forma la máquina realiza un mejor trabajo que la limadora donde el
carnero debería sobresalir en un voladizo muy grande, que haría el trabajo impreciso,
debido a la flexión. Estas máquinas pueden alcanzar grandes dimensiones (entre 2 y 10
m de largo).
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Tiene un funcionamiento
cinemáticamente similar al de la
limadora, de ahí que su campo de
aplicación sea también el trabajo
en desbaste de superficies planas
o de ranuras. A diferencia de lalimadora, el movimiento
principal lo lleva la pieza, siendo
la velocidad de corte constante
durante los semiperiodos de
avance y retroceso. Las
dimensiones del cepillo son
mayores que las de la limadora, y
por lo general, se emplea en el
mecanizado de piezas de mayor
tamaño.
1.1.9. Tipos de cepilladoras:
El más empleado es el de dos montantes, dotado de uno o dos carros
portaherramientas con movimiento independiente. Hay también cepilladoras especiales
como son las cepilladoras copiadoras, las cepilladoras fresadoras y las cepilladoras de
dos sentidos de corte.
1.1.9.1. Cepilladoras de dos montantes (cepilladora de puente.)
Son los tipos más usados porque ofrecen gran solidez. Se componen
principalmente de una bancada de fundición, a los lados se levantan los
montantes C (uno a la derecha y otro a la izquierda).
Sobre la bancada van las guías para el desplazamiento de la mesa B, dicha
mesa, que debe llevar la pieza a trabajar, puede trasladarse con movimiento
alternativo de avance y retroceso. Los montantes C llevan también guías
laterales para el deslizamiento del travesaño D, que puede regularse en la altura
mediante la rotación simultánea de dos husillos. A lo largo de dicho travesaño puede deslizarse, a su vez, un carro que lleva el carro portaherramientas y que
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realiza el movimiento transversal intermitentemente, según los desplazamientos
proporcionales obtenidos al final de la carrera de retroceso de la mesa.
1.1.9.2. Cepilladoras de un montante
Se emplean para el planeado de superficies de piezas muy grandes que no
caben entre los dos montantes de una de las cepilladoras anteriormente descritas.
Las características de
estas máquinas son iguales a
las ya expuestas, con la
diferencia del travesaño, que
se encuentra en voladizo y
debe ser más robusto, a fin de
soportar y evitar lavibraciones durante el
arranque de viruta.
1.1.10. Movimientos de trabajo
Los movimientos de trabajo de esta máquina son:
o Movimiento de corte por desplazamiento longitudinal de la pieza.
o Movimiento de avance por desplazamiento transversal de la herramienta.
o Movimiento de profundidad de pasada por desplazamiento vertical de la
herramienta.
Movimientos de la herramienta:
A la herramienta se le puede dar movimiento en dos direcciones, una en
dirección transversal que se consigue por la traslación de carro
portaherramientas sobre el puente y un movimiento vertical, que se puedeconseguir o bien desplazando verticalmente el puente o desplazando
verticalmente el carro portaherramientas.
Movimientos de la pieza:
En las cepilladoras el movimiento de corte se obtiene moviendo la pieza
solidamente fijada sobre la mesa por debajo de la herramienta. Este movimiento
generalmente es más lento en la carrera de corte que en la de retroceso, estando
ambas velocidades aproximadamente en relación de 1,5 a 4.
El movimiento de la mesa sobre la que va situada la pieza puede de varios
tipos: Por tornillo y cremallera, por engranaje y cremallera, por tornillo y tuercao hidráulicamente.
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1.1.11. Partes constituyentes
La bancada:
Es la parte más robusta de la máquina soporta todo el conjunto y debe
absorber las vibraciones que se producen en los cambios de sentido de
movimiento de la mesa, que se desliza sobre guías. La calidad de ejecución deestas guías es de lo que depende en gran parte la precisión de la máquina.
La mesa:
Es la parte de la máquina sobre la que se fijan las piezas que se han de
trabajar. Va provista de agujeros o ranuras para enganchar los accesorios de
fijación de las piezas que han de ir firmemente sujetas a la mesa. También deben
ser robustas para resistir el peso de las piezas y los esfuerzos desiguales que
producen los medios de fijación de las piezas.
Los montantes:
Situados uno a cada lado de la bancada tienen por objeto sostener el puenteque soporta el carro portaherramientas. También se fabrican cepilladuras de un
solo montante, que debe ser mucho más robusto, ya que no sólo estará sometido
a flexión sino también a torsión.
El travesaño o frontón:
Es la parte superior de la máquina, une los dos montantes y asegura su
paralelismo e inmovilidad.
En el puente o brazo
Al carro portaherramientas desliza apoyado en el puente que une los dos
montantes.
Cabezales porta herramientas: (superiores y laterales).
Son totalmente iguales a los de la limadora, soportan las herramientas de
corte y están equipadas con una charnela que levanta la herramienta para librar
la pieza durante la carrera de retroceso de la mesa ya que de no hacerse se corre
el riesgo de despostillar o desafilar la herramienta.
Algunas cepilladoras cuentan con 2 o 4 portaherramientas en cada bastidor
de la maquina pudiéndose montar 2 o 4 herramientas al mismo tiempo
1.1.12. Amarre de las piezas
Generalmente en piezas de gran tamaño que se maquinan en el cepillo de
mesa Esta máquina se presta para trabajar piezas de hasta 8000 mm de longitud
no se utilizan prensas ya que serían de dimensiones extremosas, para esto se
recomienda la utilización de bridas, tornillos, tirantes o soportes especiales,
diseñados especialmente para un trabajo específico.
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1.1.13. Parámetros de corte, herramientas y operaciones de trabajo
Los parámetros de corte, las herramientas y las operaciones de trabajo son
totalmente iguales a las anteriormente descritas para la limadora, con la salvedad
de en la cepilladora la mesa no es inclinable y se pueden montar varias
herramientas y realizar trabajo en la carrera de avance y retroceso.
La mortajadora
1.2. Mortajadora
Cinemáticamente trabaja de forma idéntica similar a la dela limadora o el cepillo, llegándose a considerar
cepilladora vertical. Todo lo indicado para la limadora
resulta igualmente aplicable a la mortajadora, excepto
que el plano en el que se produce el movimiento principal
de corte es vertical.
Las mortajadoras al igual que en las cepilladoras y
limadoras y en general todas las máquinas herramientas
de movimiento alternativo tienen poco rendimiento, pues
no pueden emplearse con grandes velocidades de corte
porque las fuerzas de inercia se oponen a los cambios de
sentido de marcha, además de las pérdidas de tiempo detrabajo que suponen los tiempos muertos de las carreras
de retroceso.
1.3. Movimientos de corte
Los movimientos de trabajo de la mortajadora son:
• Movimiento de corte : por desplazamiento longitudinal o vertical de laherramienta.
• Movimiento de profundidad de pasada: por desplazamiento longitudinal o axial
de la pieza.
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Cuando se mecaniza con la mortajadora, se considera como movimiento de
avance el movimiento transversal o axial de la pieza. Que posibilita el mecanizado
de superficies planas paralelas a la dirección de corte.El eje de desplazamiento de la mortajadora es vertical por lo que permite el
mecanizado de piezas verticales de mayores dimensiones que la limadora, así como
el trabajo de ranuras interiores en particular para el maquinado de formas internas
complejas.
1.4. Trabajos de la mortajadora
La disposición de la herramienta en la mortajadora, facilita el mecanizado de
ranuras tanto exteriores como interiores, ya que fueron creadas principalmente para
la ejecución de ranuras en cubos de poleas, volantes, etc. Pero también se emplean para contornear matrices, levas, placas para taller, engranajes, etc.
Las operaciones realizables son similares a las que realizas la limadora, pero con
mayor potencia de arranque de material por el mayor apoyo que proporciona la
mesa a las piezas sobre las que incide verticalmente la herramienta.
Las operaciones son las siguientes:
• Planeado de superficies planas.
• Ranurados interiores y exteriores.
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• Estriados.
• Contorneados.
• Perfilados.
• Tallado de dientes rectos.
• Tallado de chaveteros
También se emplea para el desbaste y semiacabado de matrices,
mecanizado de grandes piezas y tallado de dientes rectos interiores o exteriores
en piezas de grandes dimensiones.
1.5. Tipos de mortajadoras
El tipo principal es la mortajadora ordinaria, que puede ser de cabezal
fijo (llamada vertical) y orientable (llamada inclinada). Dentro de esta clase de
mortajadoras, construyen las de alta precisión de carrera corta para trabajos
delicados.
Las mortajadoras punzadoras, parecidas a las ordinarias pero de mayor
potencia y la especialidad del trabajo.
Las mortajadoras sobre pórtico, se utilizan para mecanizar piezas grandes
como bastidores de locomotoras, etc. Están formadas por una mesa de grandes
dimensiones sobre la que se desliza un pórtico que soporta el portaherramientas.
Además de su mayor tamaño y de su forma exterior se diferencian de las
ordinarias en que el movimiento de avance se consigue por el movimiento del
pórtico.
Las mortajadoras transportables, se emplean para mecanizar piezas de
muy grandes dimensiones como tapas de turbinas, bancadas de laminadores, etc.
1.6. Parámetros de corte
Fuerza de corte y potencia absorbida por la mortajadora:
Se calculan igual que en las limadoras, siendo la Fuerza:
F=K.p.a
y la potencia:
P = k.p.a.v (CV)
Siendo:
K; fuerza específica de corte.
p; profundidad de pasada.
a; avance.
v; velocidad de corte. p; rendimiento que varía de 0,6 a 0,8.
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La Brochadora
1.7. Brochadora:
Es una máquina-herramienta con
movimiento principal de traslación que, a diferencia
de las otras máquinas-herramienta descritas, emplea
una herramienta multifìlo denominada brocha o
aguja de brochar. Mecaniza superficies paralelas a
su generatriz en una sola pasada de movimiento
rectilíneo.
El brochado se emplea principalmente parala realización de formas poligonales partiendo
generalmente de agujeros cilíndricos, pero también
se emplea para la obtención de ranuras de
chaveteros. Otra aplicación interesante es el
mecanizado de superficies helicoidales en un
tiempo 20 veces menor que el que precisa con otros
procedimientos, obteniéndose además un trabajo más perfecto.
1.8. Componentes principales:
Bancada: Es el soporte general de la máquina y alberga todos los elementos de
transmisión de la potencia del motor al brazo tractor o impulsor.
Mesa: Sirve para apoyar la pieza que se ha de mecanizar, no es preciso ningún
procedimiento de sujeción de la pieza pues la herramienta ejerce sobre ella un esfuerzo
de tracción que la aprieta contra la mesa.
Brazo tractor o impulsor: Según tire o empuje y es el órgano que transmite el
movimiento rectilíneo.
Herramienta para el brochado: Brochas:
La herramienta es la pieza
fundamental de la brochadora hasta el
punto de que puede considerarse que la
máquina no es más que un dispositivo para
proporcionar el sencillo movimiento
rectilíneo a la brocha, que por sí sola
realiza una operación completa de
mecanizado. La brocha se diseña ex
profeso para cada trabajo.
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Las brochas o agujas de brochar, son barras provistas de múltiples hileras de
dientes siendo la sección de trabajo de cada hilera un poco mayor que la hilera
precedente, lo que produce un pequeño aumento de pasada de hilera a hilera, en su
avance, hasta llegar a la dimensión definitiva con el paso de los últimos dientes.
1.9. Tipos de brochadoras:
Existen dos clases de brochadoras que se clasifican por la posición en que
trabaja la herramienta:
• Brochadoras horizontales, que son las más corrientes.
• Brochadoras verticales.
Dependiendo de la clase de trabajo que han de realizar:
• Brochas para mecanizar interiores las más usadas.
• Brochas para mecanizar exteriores.
1.10. Movimientos de trabajo
• Movimiento principal : lo tiene la herramienta, que al moverse axialmente,
desarrolla la velocidad de corte (Vc, en m/min.).
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• Movimiento de avance o movimiento secundario : en realidad no es un
movimiento pues el equivalente al avance está dado por el incremento de la
altura de los dientes (en mm/diente).
• Movimiento de profundidad de pasada se produce automática y progresivamente
a medida que avanza la brocha y es constante para cada herramienta.
1.11. Parámetros de corte
La velocidad de corte Por lo general es menor que la de los restantes procesos de
mecanizado descritos, y depende del diseño de la brocha además del material que esté
siendo mecanizado. Es importante resaltar el hecho de que cada brocha puede ser
empleada única y exclusivamente en la operación para la cual ha sido diseñada. Siendo
una herramienta costosa de fabricar su uso se restringe para series largas o para
operaciones en las que la geometría final no puede obtenerse mediante otros tipos de
mecanizado convencional.
Potencia necesaria para el brochado:
La fuerza de corte es:
Donde:
w : Ancho de cada hilera de dientes. Puede tener que sumarse los anchos como en elcaso de una estría.
d: Profundidad de pasada por diente
z: N° de dientes ocupados (redondeados al entero inmediato superior)
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