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Rectificadoras,Mquinas-Herramientas para Alcanzar ExactitudAna Mara Rojas GutirrezPeriodista Metal Actual

La industria exige obtener acabados superficiales de calidad superior.

El rectificado es un proceso de mecanizado para finalizado de produccin de componentes que requieran superficies de muy buena calidad y tolerancias ptimas, no hay ningn proceso que pueda competir con l, por ms precisa que sea la operacin de maquinado.

Hoy en da el mercado demanda rectificadoras de gran pre-cisin para poder realizar diferentes operaciones de aca-bado con extrema calidad y bajos niveles de rugosidad, en una nica pasada y con alto grado de automatizacin.

En los ltimos aos, estas mquinas han evolucionado constantemente haca el aumento de la velocidad de ro-tacin del husillo, lo que ha mejorado ostensiblemente la capacidad de la mquina de obtener un excelente aca-bado superficial de la pieza.

Este proceso, que elimina, por abrasin, pequeos es-pesores de material para obtener altos niveles de tole-rancias medidos en centsimas y milsimas, los cuales

Foto: www.lach.diamant.de

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no sera posible obtener con otras mquinas por arranque de viru-ta, se aplica a superficies planas as como tambin a cilndricas, cnicas o curvas, las diversas variedades de rectificado dependen de la combi-nacin armnica de los movimientos de la herramienta, de la naturaleza geomtrica de las superficies a tra-bajar y de la adaptacin o uso de ca-bezales instalados en la mquina.

Por lo general, las piezas rectificadas han sido mecanizadas previamente y endurecidas por tratamiento trmi-co, son precisamente esos procesos los que generan superficialmente un pequeo excedente de material, que la rectificadora elimina, mediante discos abrasivos robustos llamados muelas, con facilidad y precisin has-ta conseguir la medida requerida.

Estas mquinas-herramientas estn compuestas por varios elementos: una mesa, en donde se deslizan y soportan las piezas; un cabezal por-tapiezas, en donde va centrada la pieza; un contrapunto; y un cabezal portamuela, donde se ubica la mue-la de esmeril(1), encargada de recti-ficar de forma abrasiva las medidas requeridas.

As mismo, la mquina integra dos motores, uno correspondiente al portamuelas y otro al portapiezas, y un sistema de sujecin que garantiza que la pieza est siempre estable para asegurar precisin en el proceso.

Las rectificadoras requieren para su funcionamiento como mnimo, la conjuncin de tres movimientos: el de corte, realizado por la muela que gira continuamente a altas revoluciones; el de avance o alimentacin, realiza-do por la pieza, y el de penetracin, que siempre lo efecta la muela.

Hoy estos equipos desarrollan altas velocidades de corte, de hecho la ce-leridad de giro de una muela puede llegar hasta 30.000 revoluciones por minuto (rpm) dependiendo del di-metro de la muela, y tienen la capaci-dad de arrancar virutas en micras gra-cias a que la muela est compuesta de granos abrasivos muy duros y re-sistentes al desgaste y a la rotura, por lo que permiten alcanzar precisiones y calidades superficiales imposibles de obtener con otros procedimientos.

Pero aunque la mquina trabaja a partir de un mecanismo realmen-te sencillo, ste requiere de buenas prcticas de aplicacin y conocimien-to de abrasivos, pues no realizar un correcto proceso de montaje de una pieza, el ajuste de la mquina o in-cluso, descuidar la lubricacin ten-dr como resultado un rectificado de baja calidad que, adems, puede ocasionar accidentes.

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Foto: www.tribology-fatigue.ugentibe

Movimientos de trabajo de la rectificadora

La lubricacin inadecuada de una pieza puede causar daos graves al revestimiento de la misma y entorpecer el funcionamiento de la mquina

La Clave es el AjusteLa operacin de rectificado exige, para obtener una gran precisin geomtrica y dimensional, precaucio-nes particulares por parte del opera-rio como regular el acercamiento de la muela, el reglaje de los recorridos, el diamantado y el modo de empleo de las muelas.

De acuerdo con el ingeniero de produccin Oscar Andrs Manrique Pardo, asesor tcnico y comercial de la compaa Herratec S.A., importa-dora de maquinas-herramienta: un gran porcentaje de los accidentes en la industria metalmecnica son oca-sionados por la operacin inadecua-da de las rectificadoras y especial-mente se producen por descuido, siendo los ms frecuentes las lace-raciones en los ojos por esquirlas y contusiones ocasionadas por mue-las fisuradas que al iniciar la rpida rotacin se fracturan y se despren-den trozos a grandes velocidades o aquellas muelas mal sujetas con las que ocurre lo mismo y pueden lle-gar a causar la muerte del operario o incluso de otras personas, pues el objeto puede volar en cualquier di-reccin, por tal razn lo que prime-ro se recomienda es:

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Rectificadoras

En la actualidad es posible encontrar en la industria diferentes tipos de rectificadoras, entre manuales y automticas, siendo las ms destacadas:

Rectificadoras planas: entre stas se encuentran, la rec-tificadora frontal que realiza un movimiento rectilneo y la rectificadora tangencial, de movimientos circulares y pen-dulares. Las rectificadoras para superficies planas, cono-cidas como planeadoras y tangenciales son muy sencillas de manejar, porque tienen un cabezal provisto de muela fija y un carro longitudinal que se mueve en forma de vai-vn, donde va sujeta por un plato magntico o mediante dispositivos especiales de inmovilizacin la pieza de superficie plana que se rectifica y que comnmente son matrices, placas, moldes, pines, as como los perfiles para utillajes, moldes plegados, cuchillas, reglas, entre otros. Estos equipos son utilizados para el rectificado de piezas de tamao medio y grande, abarcan longi-tudes rectificables desde 400 mm hasta 6.000 mm y anchos de 800 a 1.000 mm. La robustez de los diferentes elementos de la mquina permite rectificar piezas pesadas.

Rectificadoras cilndricas: en estas mquinas, la pieza y la rueda giran simultneamente, dejando acabados tipo espejo. Este tipo de rectificadoras pue-den presentarse con centro o sin centro, es decir, la pieza no se sujeta durante la rectificacin y por lo tanto no se necesita un contrataladro o un mecanismo de fijacin en los extremos. En lugar de eso se apoya la pieza con su superficie sobre la platina de soporte y se coloca entre el disco rectificador que gira rpidamente y la platina regulable pequea que se mueve lentamen-te. Tambin cuentan con un tope que es utilizado en piezas cilndricas que demandan gran ajuste, como columnas, bujes o piezas con cortes discontinuos en los que el abrasivo tiene gran facilidad de entrada en distintos ngulos.

Rectificadoras sin centros: consta de dos muelas que se utilizan para el rectificado de pequeas piezas cilndricas, como bulones, casquillos, pasadores, etc; son mquinas que permiten automatizar la alimentacin de la mquina y por tanto tener un funcionamiento continuo, logrando grandes pro-ducciones en serie de una misma pieza.

Rectificadoras universales: actualmente, stas son consideradas como las ms verstiles porque pue-den rectificar todo tipo de dimetros exteriores de ejes, como en agujeros si se utiliza el cabezal ade-cuado. Son mquinas de gran envergadura cuyo cabezal portamuelas tiene un variador de velocidad para adecuarlo a las caractersticas de la muela que lleva incorporada y al tipo de pieza a rectificar.

Rectificadoras de interiores: estas mquinas pueden ser de rosca, de dientes y de rueda dentada, son las mismas cilndricas, con la diferencia que cuentan con un dispositivo para acondicionarle diversos tipos de piedras o accesorios de diferentes dimensiones encargados de rectificar dimetros muy pequeos (2.0 mm) en la parte interior de las piezas. Se caracterizan especialmente por ser muy precisas (3.0 milsimas de milmetro) y dar excelentes acabados gracias a la gran variedad de ruedas que pueden utilizarse, adems redu-cen el calentamiento de la pieza impidiendo deformacio-nes en las mismas.

Es importante tener en cuenta que actualmente mu-chas rectificadoras estn dotadas con dos o ms muelas que atacan diferentes caras de una pieza, es-peciales para el trabajo de roscas, para rectificados modulares o para engranajes y piones.

Montar la muela adecuada en la m-quina, para ello, es necesario probar previamente si la rueda est agrieta-da y esto se sabe golpendola suave-mente con el mango de un destorni-llador o un martillo, si el sonido es hueco y no es uniforme en toda la rueda, seguramente est averiada y no debe utilizarse. Tambin puede verificarse al trabajar la rueda al va-co, por tres minutos, para identifi-car si est desalineada o vibra.

Una vez que se verifique que la pie-dra no est daada, debe limpiar-se el adaptador de la rueda para realizar el montaje de la piedra y asegurarla.

Posteriormente, es necesario ba-lancear la muela para lo cual deben hacerse los siguientes pasos:

- Verificar que la mquina est encendida.

- Colocar una punta de diaman-te en la base, accionar el mag-neto2 (mesa magntica que sostiene el objeto) y llevarlo al centro la muela tirado un poco hacia la derecha, todo esto sin tocar la piedra.

- Accionar la muela.

- Llevar el diamante a que toque la muela para que limpie todo el ancho de la piedra, as se lo-gra que la piedra se limpie de los residuos de material y se balancee.

- Finalmente, desactivar el fun-cionamiento de la muela y del magneto, separar el diamante de la muela, y retirarlo de la base. Este procedimiento debe realizarse como mnimo una vez a la semana.

Manualmente, limpie la base o ac-tive el sistema de limpieza de la mquina para eliminar cualquier residuo existente ya que ste puede estropear el trabajo de rectificado de cualquier pieza.

Monte la pieza a rectificar y pren-da el magneto.

Coloque los topes de la carrera de la bancada a la medida de la pieza.

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TendenciasA medida que han avanzado los procesos de produc-cin, han salido al mercado nuevas mquinas para el proceso de rectificado que han optimizado el trabajo de los industriales, desde el diseo de mquinas de control numrico computarizado CNC de ltima generacin que unifican los movimientos para el rectificado en una sola mquina, la ampliacin de dimensiones para recti-ficar grandes piezas, y las capacidades de diamantado de muela para todo tipo de formas y aplicaciones has-ta el nmero de revoluciones necesarias para trabajar ptimamente.

Esta tecnologa ha avanzado en el tema de los sistemas de sujecin, en la medida que antes eran utilizadas pren-sas y copas, y ahora existen sistemas electromagnticos que ofrecen mayor exactitud y menor movilidad a la pie-za y por ende, seguridad.

Tambin hay avances en las mesas, pues ahora es po-sible conseguirlas angulares para obtener otras formas y diferentes acabados de las superficies, igualmente las rectificadoras cuentan con motores para el movimiento de la bancada, tanto para el recorrido transversal (eje X) como para el eje Y.

Lo ms reciente en tecnologa desarrollada para estas mquinas es una rectificadora que permite, en la mis-ma mquina, rectificar tres partes diferentes de una misma pieza: superior, frontal e inferior, es decir tanto

tangencial como por el perfil y por la parte interna. Se trata de un equipo que mejora los tiempos de mecani-zado en comparacin con otro tipo de rectificadoras en las que cada una de estas partes deben ser trabajadas en diferentes mquinas, de forma un tanto ms imprecisa respecto a otras versiones inferiores.

Por ejemplo, en una mquina que no sea CNC, el operario monta la pieza y ajusta la perilla de la tangente en 1.0 dcima y debe supervisar el proceso y guiarse por la chis-pa emitida y por su experiencia, (aunque existan frmulas para hacerlo) pero, afirma Manrique en mi experiencia no he visto prcticamente a nadie que aplique frmulas para rectificar, as mismo, sostiene que el problema no es que las frmulas sean complejas incluso en los manua-les son especificadas, por ejemplo, las tablas de velocida-des con relacin al tipo de espesor que se requiera elimi-nar en Colombia el gran problema es la falta de cultura de consultar los manuales, tenemos buenos tcnicos que su trabajo est fundamentado en la experiencia. Caso contrario ocurre con una mquina CNC en la que se pro-grama la tangente y el operario puede realizar otro tipo de actividad mientras el aparato termina.

Otra de las ventajas de las nuevas rectificadoras CNC, es que incorporan servomotores (motores por impulsos elc-tricos), para cada eje, lo que permite un posicionamiento ms preciso, a diferencia de las manuales que se progra-man a travs de un tornillo y que requieren de topes que marquen las distancias que debe recorrer la mquina.

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Con las CNC es posible programar las coordenadas cartesianas y estable-cer la distancia exacta de rectificado, esto sin necesidad de ninguna clase de topes, dado que estos motores re-ciben un impulso elctrico que hace que el tornillo gire exactamente la distancia que se le program, siendo innecesarios los topes.

Anteriormente, los operarios deban girar una perilla para que la mqui-na realizara una pasada y en cada operacin era necesario rectificar con micrmetros las medidas para saber si requera de otras pasadas; con los sistemas CNC simplemente se programa la profundizacin y tolerancia requerida, por ejemplo, que realice cinco pasadas de desbas-te y una de acabado, ya cuando la mquina ha terminado el proceso, indica que finaliz sta por medio de una alarma, lo que resulta con-veniente y til, considerando que en la industria, los operarios que mane-jan rectificadoras casi siempre reali-zan otras funciones, que optimizan tiempos y brindan mayor calidad.

Este tipo de mquinas controlan to-dos los desfases, si la piedra o muela se desgast, tienen sensores para sa-ber cunto se desgast, entonces es una operacin mucho ms segura y cmoda de realizar.

Otra de las variedades frente a de-ms tipo de mquinas rectificado-ras, son los sistemas de extraccin de residuos, en este caso se encuen-tran mquinas que no tienen y es

necesario limpiar los residuos con brochas hasta las que cuentan con sistemas de extraccin. El problema de rectificado en seguridad indus-trial es bastante complicado porque el polvo emitido en las operaciones de maquinado puede causar serios problemas pulmonares. Entonces, se utilizan sistemas de extraccin por aire o por medio del mismo araste del sistema de refrigeracin, que sale por gravedad o por medio de imanes que van girando por el sistema de re-frigeracin, recogiendo los residuos que quedan en un depsito, mien-tras el refrigerante queda limpio, y se retroalimenta por una bomba cumpliendo nuevamente su ciclo.

Adicionalmente, stas mquinas es-tn diseadas en forma de cajn o sistema full closing, lo que quiere de-cir que tan pronto empiezan a fun-cionar, el operario cierra las puertas evitando la contaminacin de resi-duos en el ambiente de trabajo.

En cuanto a la comercializacin de este tipo de mquinas las ms comer-cializadas son las rectificadoras tan-genciales debido a la gran cantidad

de piezas planas que se manejan en el mercado, as como las cilndricas. Las primeras pueden tener un costo aproximado entre 18 y 150 millones y las ltimas de 60 a 80 millones, pre-cios que difieren dependiendo del nivel de automatizacin y de preci-sin que brinde la mquina.

Valores que se ven justificados no slo en el incremento de producti-vidad de una empresa sino que el tiempo de vida de este tipo de m-quinas es, en promedio de 15 aos, tiempo que se puede extender de-pendiendo del buen mantenimiento y cuidado de la misma.

As las cosas, con esta nueva tecno-loga cambia todo el concepto de la mquina, y aunque una de las ten-dencias de la industria es producir herramientas como las electroero-sionadoras que mejoren los acaba-dos para tratar de sustituir el uso de las rectificadoras, aun no se logra, debido a la precisin que otorgan estas ltimas.

Citas

Una muela cualquiera se compone del abra-1) sivo propiamente dicho, en forma de granos, y de un producto aglomerante cuya misin es aglutinarlo.

No todas las rectificadoras tienen el mag-2) neto, generalmente es adquirido por el industrial como accesorio.

Fuentes

Oscar Andrs Manrique Pardo . Ingeniero de Produccin de Herratec S.A. oscar.manrique@herratec.com.co

Instituto Tecnolgico de Quertaro. www.itq.edu.mx/

Manual de la rectificadora de superficies planas. www.itq.edu.mx/

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En la actualidad la automatizacin ha permitido a la industria no slo crecer ms rpido, sino buscar la perfeccin en los procesos.

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Una mquina CNC con sistema full closing no slo brinda mayor seguridad al operario sino que permite al operario realizar otras actividades mientras sta finaliza su programacin.