mecanizado maquinas

8/3/2019 mecanizado maquinas

1/31

Mquinas herramientas. Generalidades. Conformacin por arranque de viruta.Mecanizado mediante maquinas herramientas.

Introduccin

Para tomar un punto de referencia, vale la pena que definamos primero lo que entendemos por mecanizado:

Operacin/es que consiste/n en dar forma o acabado a una pieza mediante un proceso que implica una

prdida de material, utilizando una herramienta de corte u otros procedimientos. Tambin podemos constatar que enalgunos sectores industriales, el conformado tambin es considerado como mecanizado.

Entre los procesos mecnicos que implican el arranque de material se pueden incluir: aserrado, taladrado,torneado, fresado, mortajado, brochado, cepillado, etc., como procedimientos en los que el arranque de viruta seproduce a travs de los filos -determinados geomtricamente- de la herramienta, y rectificado, esmerilado,electroerosin, bruido y lser, como procesos con filos no determinados.

El mecanizado por arranque de viruta es parte relevante de muchos procesos en la produccin de una ampliagama de elementos, que forman parte de: motores, maquinaria, Herramientas, utillajes, vehculos, recambios, etc.

El mecanizado de una pieza consta de una sucesin de operaciones, definidas por el proceso de mecanizadonecesario y que engloba de forma detallada, todas las transformaciones que debe sufrir sta hasta su acabado final.

Para ello, utilizamos -generalmente- las mquinas herramientas, aunque tambin existen herramientasadecuadas para realizar algunos procesos manualmente: limas, arcos de sierra, cinceles, buriles, escariadores,terrajas y machos de roscar a mano, etc.

Las mquinas herramientas destinadas al mecanizado han de cumplir varias condiciones:

exactitud en su fabricacin: precisin en los elementos constructivos de la mquina;

exactitud en el trabajo: determina la realizacin y capacidad de repeticin de las piezas fabricadas;

seguridad de funcionamiento: para no perturbar la marcha del proceso de mecanizado;

proteccin en el trabajo: salvaguarda a los operarios contra accidentes.

Las mquinas herramientas pueden trabajar con o sin arranque de viruta -por deformacin (conformada} opor corte-. Si mantenemos la definicin de mecanizado, cabe convenir que las primeras son las mquinas

herramientas por excelencia.Mquinas herramientas

Actualmente el concepto de mquina herramienta es mucho ms amplio y especializado que hace unos aos.Los procesos cada vez estn ms automatizados, y esto requiere el contacto directo con nuevas tecnologas, cadavez ms complejas y que suponen un fuerte desafo para el profesional mecnico.

Por tanto, es evidente que debemos familiarizarnos enseguida con las nuevas mquinas e ir abandonando,hasta cierto punto -claro est-, la clasificacin convencional de aqullas -torno, fresadora, limadora...- pordesignaciones y conocimientos ms precisos que definan mejor la complejidad de las mquinas herramientasactuales.

Clasificacin

Para empezar a tomar referencias, creemos oportuno establecer una primera clasificacin -general- de las

mquinas herramientas, estructurada en cuatro grandes grupos segn el tipo de produccin a la que se destinan:

Mquinas herramientasconvencionales.

Son aptas para ejecutar trabajos generales, de caractersticas variadas y en pequeas series. A este grupopertenecen las mquinas que se podran llamar clsicas: torno paralelo, fresadora universal, sierraalternativa, etc..

Mquinas herramientas especficas.Son aquellas que se destinan aI mecanizado de piezas concretas que exigen determinadas caractersticas ala mquina (fresadoras de utillaje, talladoras de ruedas dentadas, brochadoras...). Actualmente ya disponende un alto grado de automatizacin.

Mquinas herramientasautomticas.

Se emplean para mecanizar familias de piezas en series medias y grandes. Admiten un alto grado deautomatizacin. Entre ellas estn los tornos automticos, las fresadoras de ciclos, etc. Con caractersticasabsolutamente originales, estn las mquinas de control numrico, que hasta no hace mucho estabanconsideradas como una variante de este grupo.

Mquinas herramientas especiales. Estn proyectadas para mecanizar un solo tipo de piezas. Adoptan casi siempre una automatizacin total.Sirven nicamente para grandes series, ya que los costes de produccin seran, de otra forma, prohibitivos.El ejemplo caracterstico de mquina especial es un trnsfer.

Y en funcin del movimiento de corte de las mismas, establecemos la siguiente clasificacin:


2/31

En esta clasificacin aparecen la gran mayora de tipos de mquinas herramientas que cubren el espectrogeneral del mecanizado.

Movimiento de corte rectilneo

Entendemos por movimiento de corte rectilneo el que, independientemente de la forma de la herramienta, seproduce en una trayectoria recta.

Puesto que para que se produzca el arranque de viruta son necesarios al menos dos movimientos: el de cortey el de avance, en unos casos el de corte lo describe la herramienta y en otros la pieza, tal como hemos visto en laclasificacin anterior.

As pues, cuando el movimiento de corte lo describe la pieza a mecanizar, los movimientos auxiliares deavance, en uno o varios ejes (simultneamente, o no), son realizados por la herramienta.

Cuando el movimiento de corte lo describe la herramienta, los movimientos auxiliares de avance, en uno ovarios ejes (simultneamente, o no), son realizados por la pieza.

Movimiento de corte circular

Entendemos por movimiento de corte circular (o rotativo) el que, independientemente de la forma de laherramienta, se produce en una trayectoria curva, generalmente circular.


3/31

Al igual que en el movimiento de corte rectilneo, en unos casos el de corte lo describe la herramienta y enotros la pieza, siendo la misma aplicacin para los auxiliares.

Mquinas herramientas con movimiento de corte rectilneo

Cepilladora (Cepillo de puente)

El cepillado es un procedimiento de mecanizado por arranque de viruta en el que el movimiento de corte esrectilneo alternativo, producido por una herramienta o por la propia pieza.

Si es la pieza la que tiene el movimiento de corte, estamos hablando de una cepilladora o cepillo de puente(segunda figura de la pgina siguiente). Si es la herramienta, estaramos hablando de una limadora (primera figura dela pgina siguiente, tambin denominada cepillo), y si es en posicin vertical estaramos hablando de unamortajadora.

El movimiento de corte se divide en dos fases claramente diferenciadas: carrera de trabajo y carrera deretroceso. Durante la carrera de trabajo, la mesa debe acelerarse hasta alcanzar la velocidad de trabajo vt y despusfrenarse hasta parar. La carrera de retroceso empieza con velocidad inicial 0 hasta llegar a la velocidad vr, que semantiene hasta el ltimo tramo, donde empieza a frenar hasta parar.

Para que el tiempo empleado en la carrera de retroceso sea el mnimo, ya que se efecta en vaco (quedurante la misma la herramienta no produce viruta), suele aplicarse Vr> Vt. Para ello estipulamos: Vr= k. Vt

Evidentemente k no puede tener cualquier valor. La razn es que est limitado por las fuerzas de inercia queproducen la aceleracin y frenado de las masas (conjunto de la mesa, pieza, etc.). Como punto de referencia sueletomarse k 3, para conseguir un accionamiento eficaz y poder establecer mayor uniformidad en la aceleracin ydeceleracin de la mesa.

Esta limitacin de la velocidad suele suponer un inconveniente productivo en el rendimiento de la mquina, loque determina claramente que esta mquina no es adecuada para piezas pequeas.

Actualmente, los planteamientos productivos (ingeniera del corte, materiales y geometras a mecanizar,capacidad de proceso, rendimiento...) han llevado a los fabricantes de maquinaria a desarrollar una nueva mquina(aunque es un hbrido de fresadora y cepilladora) que asume en porcentaje muy alto dichos planteamientos. Paraeste tipo de mquina se ha acuado la denominacin: Fresadora Cepillo - Puente.


4/31

La funcionalidad de estas mquinas con todo su herramental, as como su precisin, dista bastante de la queen 1817 Richard Roberts fabric en Inglaterra como primer cepillo puente prctico de uso industrial para planearplanchas de hierro, incorporando una gua en V y la otra plana para el desplazamiento de la mesa portapiezas.

Los trabajos caractersticos que se realizan en esta mquina son: planeado de superficies (horizontales,verticales e inclinadas), ranurado en todas sus opciones, fresado, taladrado y mandrinado.

El cabezal de fresar permite inclinar el eje de la fresa hacia cualquier lado de la vertical, as como desplazar elhusillo en sentido axial dentro de una camisa (normalmente para taladrado y mandrinado).

Todo ello permite excelentes soluciones de mecanizado, puesto que no es necesario cambiar de mquinapara el fresado, salvedad muy importante cuando tratamos con piezas voluminosas y/o pesadas.

Tambin suele utilizarse un accesorio bastante rentable, sobre todo cuando no se requiere un grado derectificado muy elevado y una complejidad en las formas. Se trata de un cabezal autnomo de rectificar, que semonta en el carro portaherramientas de la mquina.

Cabe aclarar que, siendo mquinas de grandes dimensiones y con el nivel tecnolgico actual, podemosencontrarnos con un sinfn de variaciones y acoplamientos puntuales. Dicho de otra manera, este tipo de mquinasprcticamente se construyen a medida.

Limadora

La necesidad de sustituir el trabajo de cincel y lima, en piezas pequeas fue la razn que motiv a JamesNasmyth en 1836 a disear y construir la primera limadora, bautizada con el nombre de "brazo de acero de Nasmyth".En 1840 Whitworth perfeccion esta mquina, incorporando un dispositivo automtico descendente del carroportaherramientas.

Su uso queda delimitado a superficies pequeas y medianas, para trabajos de desbaste y medio acabado,con tolerancias medias.

Es una mquina-herramienta que permite, elmecanizado exterior de piezas prismticas o depiezas perfiladas, pero siempre que lassuperficies sean pasantes de una cara a otrade la pieza.

No se puede considerar una mquina de precisin, aunque tanto sta como la calidad del acabado dependenen la mayora de los casos de la habilidad del operario.

Las mquinas de limar, que no se han de confundir con las limadoras, son mquinas que se utilizaban enmatriceria -ya deben quedar muy pocas- y trabajos afines, cuya herramienta era una lima a la que se le daba

movimiento mecnicamente (vertical alternativo).Esas limas podan ser limas corrientes de ajustador a las que se les preparaba convenientemente los

extremos, o bien limas especiales que ya venan adaptadas para la misma mquina.


5/31

Sierra Alternativa/Cinta

Cuando se requiere cortar espesores algo mayores, o gran nmero de piezas -sea con la misma o distintamedida- evidentemente no es operativo hacerlo a mano. Entonces se recurre a la mquina que habitualmente seconsidera como auxiliar.

Generalmente son cuatro los tipos de mquina utilizados:

Alternativas (figura superior),

de cinta: horizontales y verticales,

circulares,

especiales (chorro de agua, lser...).

Las mquinas de cortar alternativas utilizan el sistema de un arco de sierra dotado de un movimiento devaivn generado por un mecanismo de biela-manivela. La pieza, barra, etc. a cortar, se coloca en la bancada -habitualmente pequea donde se ha dispuesto una mordaza para la sujecin.

La herramienta cortante es una hoja de sierra -parecida a las de serrar a mano- reforzada, de una longitudmnima de 14 pulgadas (355,6 mm) y con distintos pasos:

- para corte ligero: 18, 22, 32 dientes por pulgada,

- para corte fuerte (pesado): 8, 10, 14 dientes por pulgada.

Actualmente las sierras de cinta horizontales estn desplazando a las alternativas por varias razones, entreotras: mayor rendimiento, y trabajar continuamente sobre el material.

Estas mquinas, aunque inicialmente estaban basadas en dos grandes volantes cuyo contorno estabarecubierto con una capa de goma (o corcho) donde se montaba la cinta de sierra, actualmente tienen una tecnologams compleja, no tanto en el sistema de movimiento de la cinta -que se parece mucho al inicial- sino en los sistemasde amarre, avance, presin, etc., ya que habitualmente forman parte de sistemas automatizados de serrado.

Las sierras de cinta verticales, inicialmente, no se utilizaban para trocear piezas; eran mquinashabitualmente destinadas a trabajos de troqueleria. Al igual que la mayora de mquinas que hasta hace poco seutilizaban en el campo de la matriceria y han quedado obsoletas, lo mismo ha pasado con estas sierras de cintaverticales: sus funciones han sido absorbidas por las mquinas de electroerosin por hilo y por las de corte por lser.

Pero las destinadas a trocear piezas han conseguido el mismo nivel que las de cinta horizontales.


6/31

Mortajadora

La mortajadora, tambin llamada cepillo vertical, mquina de escoplear o escopleadora, es en realidad unalimadora vertical; es decir, una limadora cuyo carro portaherramientas tiene un movimiento rectilneo alternativovertical, mientras que la pieza, sujeta a una mesa circular, efecta los movimientos de avance y penetracin.

Una de las diferencias de la mortajadora en relacin con la limadora normal, es la posicin de la herramienta,

que trabaja en sentido longitudinal en vez de trabajar en sentido transversal al eje de la cuchilla.Los trabajos caractersticos de la mrtajadora son: el ranurado exterior y especialmente interior (fabricacin

de chaveteros en cubos de ruedas dentadas, poleas...) realizacin de agujeros de diversas secciones (cuadrada,hexagonal, triangular, etc.), dentados interiores...

Brochadora

La denominacin de esta mquina proviene del til que utiliza: brocha (del ingls brochh).

Tal como podemos ver en la figura de arriba, la brocha es una herramienta rectilnea de mltiples filos y conla seccin igual a la seccin final de la pieza que se mecaniza.

El brochado consiste en pasar la brocha, normalmente en una sola pasada, mediante el avance continuo dela misma. sta retrocede a su punto de partida despus de completar su recorrido.

La brocha trabaja por arranque progresivo del material. Esto se consigue a travs del escalonamiento racionalde los dientes, determinado por la forma cnica de la herramienta.

Tal como podemos ver en los esquemas de las figuras superiores, el movimiento de corte lo produce labrocha al avanzar, mientras que la pieza est fijada. Por tanto, no existe movimiento de avance y la profundidad depasada la proporciona la herramienta.


7/31

Las brochadoras pueden ser horizontales y verticales, segn la forma de trabajar de la brocha. Habitualmenteel brochado es interior, aunque tambin existen brochadoras y accesorios para brochado exterior.

stas son algunas de las formas que habitualmente seobtienen en procesos de brochado interior:

Talladora de ruedas dentadas

En estos tipos de mquinas la herramienta suele ser una cremallera o pion tallando los dientes de lasruedas dentadas (por generacin).

Una primera clasificacin (cabe recordar que estamos en mquinas herramientas con movimiento de corterectilneo) podemos establecerla como sigue:

con herramienta de forma,

por reproduccin (con plantilla):

- con herramienta mvil y pieza fija,

- con herramienta fija y pieza mvil.

por generacin:

- con til cremallera,

- con til pin.

Las mquinas talladoras de ruedas dentadas que se presentan en este apartado, corresponden a lasdenominadas por generacin.

Los sistemas utilizados actualmente para el tallado de ruedas dentadas cilndricas por generacin son:

por cremallera.- sistema Maag,

- sistema Sunderland.


8/31

pin mortajador:

- sistema Fellows.

Para el tallado de ruedas dentadas cnicas de diente recto por cepillado con generacin son:

con una herramienta:

- sistema Bilgram

con dos herramientas:

- sistema Gleason

- sistema Heidenreich

- sistema Harbeck

Mquinas herramientas con movimiento de corte rotativo

Torno

El torno es una de las mquinas ms antiguas e importante. Con ella podemos conseguir multitud de formas,ya sean como propias y finales, o como previas de otras que finalizarn en otra mquina (por ejemplo en lafresadora).

Bsicamente, cualquier torno -del tipo que sea- hace girar el bloque de material que se ha de transformar enpieza y mediante una herramienta fijada en su dispositivo, que desplazaremos en los dos ejes (X / Z) en ambasdirecciones (+ / -) le vamos a dar las formas deseadas. Formas que, en cualquier caso -y a pesar de la variedadposible- siempre son superficies de revolucin.

Una primera clasificacin de los distintos tipos de tornos que nos podemos encontrar en la industria actual(aproximada, para no faltar a la verdad) es la siguiente:

-Torno paralelo (tambin denominado: cilndrico, de cilindrar yroscar:..).

-Torno copiador.-Torno al aire.

-Torno vertical.-Torno de doble cabezal.

-Torno fresador (hbrido de torno y fresadora).

-Torno barrena.

-Torno revlver.

-Torno automtico (mecnico).En desuso, aunque todava quedan algunos en funcionamiento,especialmente los automticos multihusillos. Sus particularidades han

sido absorbidas por los sistemas de Control Numrico.

- Diseos especiales.


9/31

En esta primera clasificacin no hemos hecho referencia a los tornos CNC (de Control Numrico) porque lamayora de los relacionados en ella, hoy en da estn controlados por este sistema. Por tanto, entendemos quereferirnos a un tipo de torno como propio de CNC es falsear la realidad; aunque habitualmente se utiliza estadenominacin para referirse a tornos paralelos -de bancada horizontal o inclinada- gobernados mediante estesistema.

De todas formas, haremos una referencia a ellos, sobre todo para ver algunas caractersticas diferenciadorasen el diseo del rgano portaherramientas (en el argot se le denomina torreta).

Torno paralelo

El torno paralelo es el tipo ms elemental de los conocidos, aunque de l obtienen las bases el resto.

Los trabajos caractersticos que se realizan en l son:

cilindrado, refrentado, mandrinado, torneado cnico, roscado, taladrado, ranurado, moleteado,otros como: rectificado, fresado, etc. con acoplamientos especiales.

Las partes principales que componen estas mquinas y donde se montan los mecanismos y sistemas detransmisin de movimiento, control de posicionamiento, alojamientos de herramientas, apoyo y sujecin de piezas amecanizar, etc. son:

bancada,

cabezal fijo,

carros,

contracabezal (tambin denominado contrapunta, cabezal mvil...).

Bancada

La bancada, al igual que en todas las mquinas herramientas, alservir de soporte del resto de los elementos que sirven para desarrollar losdistintos trabajos es la parte ms recia. Generalmente el material con elque se construye es de fundicin y/o fundicin de acero, de una o variaspiezas -en los tornos de pequea envergadura suelen ser de una sola-.

De su robustez y de la precisin con la que estn mecanizadas susguas, depende en gran medida el rendimiento de la mquina. En la partesuperior estn mecanizadas las guas para el desplazamiento del carro

principal y las destinadas al desplazamiento del contracabezal. Estas guasestn endurecidas por un tratamiento de templado, y rectificadas.

Para evitar deformaciones de las guas y reforzar el conjunto, las


10/31

bancadas suelen estar reforzadas por nervios, debajo de los cuales -segn los modelos- se monta una bandeja pararecoger el lquido refrigerante y las virutas generadas en el proceso de mecanizado.

Cabezal fijo

Habitualmente est compuesto de una caja defundicin montada sobre el extremo izquierdo de labancada. En algunos casos -actualmente excepcionales- sefunde el cabezal con la bancada.

En el cabezal se monta el eje principal en cuyoextremo se incorporan los rganos de sujecin de la pieza amecanizar (plato de garras, de arrastre...). Este eje es elque transmite el movimiento a la pieza, recibido desde elmotor y modificada la velocidad de giro mediante lacombinacin de engranajes de la caja de velocidades.

Tambin en el cabezal, o junto a l, se monta otracaja denominada de avances (en el argot, pero ya endesuso caja Norton) mediante la cual, a travs de otrascadenas cinemticas se transmite el movimiento -sincronizado con el eje principal- a los husillos de cilindrar y/o roscar.

Carros

El conjunto de carros de un torno est compuestobsicamente por:

carro principal o de bancada,

carro transversal,

carro orientable (tambin denominado charriot).

El carro principal se desliza sobre las guas de labancada, y a su vez, sirve de base soporte de los otros dos.

En su parte delantera (tambin denominadadelantal), estn montados los mecanismos para realizar losmovimientos de avance en los ejes Z y/o X, tanto manualcomo automticamente.

El carro transversal se desliza transversalmente aleje de torno a travs de las guas en forma de cola de milano mecanizadas en el carro principal. En la parte superiorde este carro encontramos un limbo graduado que sirve de referencia para el carro orientable.

Mediante este carro podemos establecer la profundidad de pasada, refrentar, etc. Su accionamiento puedeser manual o automtico.

El carro orientable se desliza sobre unas guas -tambin en forma de cola de milano- mecanizadas en la partesuperior de una base redonda, que a su vez est montada en la parte superior del carro transversal, en la zona dondese encuentra el limbo graduado. Esta base redonda tambin lleva una graduacin para que, combinando con la quese encuentra en el carro transversal, podamos establecer el desplazamiento angular necesario para el mecanizadode conos, chaflanes, etc. Esta base se fija en el carro transversal mediante elementos de sujecin adecuados -habitualmente tornillos y tuercas-.

En la parte superior del carro orientable se acopla el dispositivo portaherramientas (torreta) dondelgicamente se montan las herramientas adecuadas para cada tipo de operacin a realizar. Esta torreta puede tenerdiversas formas (cuadrada, hexagonal...), sistemas de anclaje (tornillo, excntrica...), posicionamiento y cambiorpido, etc.

La fijacin y reglaje de las herramientas vara segn los sistemas. Existen varios tipos, pero lo ms habituales encontrarse con la clsica torreta cuadrada, o con la del tipo GoodChap ,en cualquiera de sus modalidades. Laventaja de esta torreta es que mediante un esprrago regulamos la altura de la punta de la herramienta, sin tener queestar suplementando con chapas de distintos espesores hasta conseguir el reglaje correcto -en el caso de la torreta

clsica-.


11/31

Contracabezal

El contracabezal (contrapunta, cabezal mvil...) se sita enel lado opuesto del cabezal fijo, o sea en la otra punta de labancada, asentado sobre las guas mecanizadas para l por las quese puede deslizar para poder posicionarse en cualquier lugar de labancada, manteniendo la alineacin con el eje principal.

El material del que est construido habitualmente es fundi-cin, y se compone de dos elementos principales:

base,

cuerpo.

La base es el soporte donde se monta el cuerpo y donde estn mecanizados los encajes para poderdesplazarse por las guas de la bancada. En esta base est el sistema de alineacin con el eje principal y parte deldispositivo de fijacin a la bancada.

El otro elemento, el cuerpo, est situado encima de la base, suele ser de forma alargada y monta undispositivo -alineado con el aje principal- compuesto por un eje tubular (tambin denominado caa del contrapunto),que mediante un husillo roscado se desplaza para que, montando un utillaje denominado contrapunto -fijo o giratorio-sirve de apoyo para las piezas a mecanizar cuya longitud lo requiera.

Tambin se utiliza para operaciones de taladrado. Se sustituye el contrapunto por un portabrocas, o brocasdirectamente -con acoplamiento cono morse- y se realiza el taladrado.

Torno al aireLos tornos al aire son una adaptacin del torno paralelo para el torneado de piezas de dimetros grandes y

poca longitud.

Su bancada es muy baja -prcticamente a nivel del suelo-, el plato de grandes dimensiones y sistemas degarras individuales, los carros suelen tener caractersticas particulares, por ejemplo: la motorizacin individual, dobleconjunto de carros, etc.

El contracabezal se utiliza en ocasiones muy concretas, por lo que es habitual ver este tipo de mquinas sinl.

Tambin es habitual verlos con escote, claro est que este escote est realizado en el suelo. Por esta razn,

la mayora de estos tornos requieren de una cimentacin especial.En casos excepcionales, y para el torneado de grandes ejes, se acopla un cabezal mvil e independiente. En

este caso tambin se requiere de cimentacin especial.


12/31

Torno vertical

Los tornos verticales, tal como se deduce, son mquinas enlas que se hace girar la pieza en un eje vertical, cambiando ladisposicin horizontal del torno paralelo.

Estos tornos, tal como podemos ver en la imagen, estnpensados para el mecanizado de grandes dimetros en formasregulares o no, y con ms longitud (altura) que en los tornos al aire yprcticamente imposibles de mecanizar en tornos paralelos. Tienenel plato en posicin horizontal y a poca altura del suelo, gracias aello, la carga y descarga de piezas se produce con ms facilidad.

En la sujecin de las piezas, tiene la ventaja del peso de lamisma, y ello favorece el asiento sobre el plato. Por sta y otrasrazones, el plato es proporcionalmente grande y siempre robusto.

En el dibujo podemos ver las partes principales de un tornovertical: bancada con su plato, montante/s, brazo (puente mvil, portacarros...) y carro portaherramientas.

La base de la mquina est formada por la bancada que esel alojamiento de los mecanismos de accionamiento y el eje verticalque incorpora el plato. Algunos modelos permiten el desplazamiento

del plato sobre las guas de la bancada para variar el dimetro atornear, otros son fijos.

Los montantes -que pueden ser uno o dos- en forma de columna que arrancan de la base (en el caso de serdos, se unen en la parte superior mediante un travesao conocido como frontn, para asegurar la rigidez), son elsoporte y, a su vez gua del brazo, por donde se desplaza el carro portaherramientas.

El carro portaherramientas va montado en el brazo. Si el dimetro del plato es menor de 2.000 mm,habitualmente el torno suele montar un solo carro en el puente y otro en el montante.

Tambin en estas mquinas pasa lo mismo que en las fresadoras-cepillo puente: su equipamiento einstrumentacin es variado y especficamente diseado para cada una.

La herramienta, que montada sobre torreta sencilla o mltiple (en cualquiera de sus variedades),habitualmente se mueve en dos ejes (en ambas direcciones segn se trate de mecanizado exterior o interior):

horizontal para dar la profundidad de pasada y vertical para el movimiento de avance.En estos tornos se pueden realizar los mismos tipos de mecanizado que en los paralelos: torneado cilndrico,

cnico, mecanizado de roscas..., y actualmente la mayora funcionan con CNC. Torno de doble cabezal

Este tipo de torno suele tener dimensiones considerables y aplicaciones muy determinadas. Su equipamientoe instrumentacin es especial y con un alto grado de precisin.

Torno fresador

sta es una . Su principal caracterstica es que puede trabajar como torno y comofresadora. En ella se han fusionado los conocimientos y experiencia en el mecanizado en ambas mquinas.

Torno copiador

El torno copiador ( el nombre correcto seria torno con copiador) habitualmente es un torno paraleloconvencional equipado con un dispositivo que produce a la herramienta los desplazamientos resultante del palpadosobre una plantilla dispuesta a tal efecto. Esta plantilla puede ser una pieza entera, o una pletina con el perfilcorrespondiente.

Los sistemas ms empleados son el de transmisin hidrulica y el mixto de transmisin electrnica-hidrulica.

Torno barrena

El torno barrena es una mquina preparada para unos trabajos muy determinados, aunque la funcinbsica(y prcticamente nica) es la de taladrado o barrenado.

Su diseo y construccin estn basados en una bancada de torno paralelo donde se monta un cabezal parael amarre y giro de la pieza a taladrar, un segundo cabezal que es el encargado de mover la barrena(dispuesto en laotra punta de la bancada), y una serie de soportes, tanto para la pieza como para la barrena,distribuido a lo largo dedicha bancada.


13/31

Esta mquina, aunque existen de diversas medidas, habitualmente la encontraremos en industrias demecanizado pesado y de grandes dimensiones. Las piezas que habitualmente se taladran en ella son: ejes ysemiejes( o intermedios) de grandes barcos, caones, camisas o guas

Torno revlver

Esta mquina desempe un papel muy importante (y todava en algunos sectores) en la industria defabricacin mecnica para la produccin de series medianas.

La principal caracterstica de esta mquina es el conjunto portaherramientas giratorio tipo revolver que seencuentra montado sobre un carro posterior situado en la zona del contrcabezal.

Torno automtico (mecnico)

Los tornos automticos de levas para el mecanizado de piezas -a partir de barra- son mquinas que, aunquehoy existen tomos ms automatizados, siguen teniendo su sitio en las industrias de fabricacin mecnica por suexcelente rendimiento.

El alma de estas mquinas est en el rbol de levas, donde estn montadas las levas que accionan losmecanismos necesarios para que las herramientas encargadas de ejecutar las operaciones correspondientes lohagan sincronizadas y en los momentos adecuados. Estas operaciones comprenden desde la apertura y cierre del

elemento de sujecin, el avance de la barra hasta el punto determinado, las operaciones de mecanizado acordes conla geometra deseada, hasta el tronzado de la pieza terminada y reinicio del ciclo.

Torno automtico multihusillos

En los tornos automticos monohusillos, las herramientas actan de forma sucesiva y sincronizada, y,despus de realizar su funcin, permanecen estacionarias hasta el siguiente ciclo.

Los tornos multihusillos se disearon y construyeron para eliminar -en la medida de lo posible- los tiemposmuertos de las herramientas. Para ello se hace actuar a la vez a todas las herramientas sobre todas las barras, demanera que, cuando terminan en una posicin, enlazan con la siguiente. As que cuando la mquina estfuncionando totalmente, se obtiene una pieza acabada por cada husillo o estacin.

Suelen ser de 4, 6, 8 y hasta 12 husillos.

Torno CNC

Los tornos llamados de control numrico (CNC) bsicamente tienen la misma estructura que los tornosparalelos convencionales, pero con ciertas adaptaciones y modificaciones, adecuadas a los requerimientos de lasfunciones del CNC.

El Control Numrico es un sistema diseado y construido para automatizar y controlar todas las acciones dela mquina, sea torno, fresadora, mandrinadora, etc.

Generalmente, con un CNC podemos controlar:

los movimientos de los carros y del cabezal,

valores y sentidos de las velocidades de avance y corte,

cambios de herramientas (posiciones de la torreta),

cambios de pieza, estados de funcionamientos: fallos de amarre (presin, etc.), parmetros fuera de rango...

otras condiciones: refrigerante (activado o no), frenos, etc.

Por todo ello, es fcil entender el cambio de forma y estructura del rgano portaherramientas, del sistema deamarre y centraje de stas, as como del rgano de sujecin, de los motores y husillos encargados de losmovimientos de los carros.


14/31

Taladradora

Seguramente, uno de los primeros artilugios mecnicos desarrollados en laprehistoria fuera una taladradora para hacer agujeros en algunos materiales.

En el principio de una herramienta girando, o sea, generando una superficie derevolucin interior en materiales diversos, es sobre el que se basan todas las tala-dradoras. A esta herramienta se le denomina broca, que puede adoptar diversas formas

constructivas segn los requerimientos.Podemos establecer una clasificacin general de los tipos de taladradoras -

exceptuando particularidades- como sigue:

Elementos de una taladradora

Como base de partida, todas las taladradoras fijas normales deben estar compuestas de:

Una bancada o soporte general compuesto de base y columna.

Un soporte o dispositivo para fijar la pieza a taladrar.

Mecanismos para obtener distintos nmeros de vueltas para la broca, segn las necesidades.

Mecanismos para obtener con relativa facilidad el avance de la broca contra la pieza.

Dispositivos para la fcil y eficaz sujecin de la broca.


15/31

En el dibujo podemos observar una taladradora decolumna redonda que cumple con estos requisitos:

l. Bancada o base de apoyo.

2. Mesa soporte para la pieza a taladrar.

3. Husillo porta brocas o de trabajo.

4. Cabezal con mecanismo para obtenerdistintas velocidades de giro del husillo.

5. Motor elctrico.

6. Caja de avances.

7. Mecanismos para el avance del husillo.

8. Cremallera

9. Manivela elevacin o descenso de la mesa.

10. Conducto orientable para lquidorefrigerante.

11. Palanca para el bloqueo del giro de lamesa.

12. Accionamiento manual del husillo.

13. Bomba impulsora del lquido refrigerante.

Cuando, antiguamente las taladradoras noincorporaban sistemas de avance automtico del husillo, osea que el avance se realizaba manualmente, el operariosenta cmo estaba cortando la broca y controlaba lapresin de avance hacia abajo de acuerdo con la sensacin. De ello se acu la denominacin de


16/31

Generalmente se construye en formato de sobremesa y sueledisponer de avance automtico, profundidad controlada por topes,selector de velocidades para cada herramienta mediante variadorelectrnico de velocidad y mesa de posicionamiento rpido.

Su principal aplicacin se encuentra en los taladrados querequieren varias operaciones, por ejemplo, un taladro roscado, conencaje para la cabeza de un tornillo tipo Allen con suscorrespondientes achaflanados.

Con este sistema podemos realizar todas las operaciones sinmover la pieza de su posicin inicial, simplemente subiendo elcabezal hasta la posicin de cambio. El tiempo consumido en realizarel cambio de herramienta, siempre es menor que el de mover la piezade sitio.

Por esta razn, en algunos casos esta mquina sustituye con ventaja a las bateras de taladradoras.

Taladradoras horizontales

La taladradora horizontal por excelencia es la mandrinadora, que no sirve solamente para taladrar, sino que,como sabemos tiene otras muchas aplicaciones.

Taladradora-fresadora

La taladradora-fresadora o taladro fresador, es una mquinaslida basada en una taladradora de columna prismtica que, adems delas propias, incorpora algunas caractersticas de una fresadora vertical enel cabezal y una mesa amplia con movimiento en dos ejes.

La caracterstica principal que incorpora en el cabezal es laposibilidad de inclinarlo a derecha o a izquierda, o mantenerlo fijo.

La mesa tiene las caractersticas de las mesas de fresadora -noconfundirlas con mesa de coordenadas-, y para el movimiento de acercar

o retirar el cabezal se utiliza la misma funcin que en una taladradora decolumna prismtica motorizada.

Todo el conjunto tiene una gran polivalencia de uso -dentro de suslmites, obviamente-, que le permite una gran habilidad mecnica.

Taladradoras con disposiciones a medida Este grupo demquinas tiene cierta semejanza con las bateras de taladradoras. Sudiferencia estriba principalmente en la disposicin de cada unidad, ya quecada columna es una taladradora completa por s misma.

Operaciones relacionadas con el taladrado


17/31

Fresadora

El fresado es la forma de mecanizado por arranque de viruta mediante una herramienta circular de cortesmltiples, llamada fresa, habitualmente en una mquina herramienta denominada fresadora:

el movimiento principal de corte lo origina la fresa, al girar sobre su propio eje,

el movimiento de avance se logra por el desplazamiento de la pieza contra la fresa,

la profundidad de pasada se logra por la aproximacin de la pieza a la fresa, en la direccin necesaria.

Por tanto, las fresadoras -mediante una serie de elementos, mecanismos o dispositivos- son mquinascapaces de proporcionar los movimientos anteriormente mencionados. La estructura y orientacin de estos elementosda lugar a los distintos tipos de fresadoras.

Los criterios clsicos de clasificacin son:

por la disposicin del eje principal,

por la forma de dar la profundidad de pasada,

por el tipo de trabajos que se pueden realizar en ellas.

La norma UNE 15010, establece una clasificacin que abarca: por la disposicin del eje principal y por el tipode trabajos que se pueden realizar.

Ciertamente existen ms clasificaciones posibles, y en algunos casos nos encontraremos mquinas quepodran estar en ms de un grupo, puesto que tienen caractersticaspropias de cada uno de ellos sin ser ninguno en concreto.

Por la disposicin del eje principal, podemos clasificarlas en:

horizontales,

verticales,

mixtas.

Por la forma de dar la profundidad de pasada, podemos cla-sificarlas en:

de consola, de bancada.

Por el tipo de trabajos que se pueden realizar en ellas, podemosclasificarlas en:

universales,

especiales.

Las fresadoras horizontales, actualmente -exceptuando algunoscasos- han quedado reducidas a los modelos de fresadoras universalesde consola (tambin conocidas como de mnsula).

En las fresadoras de consola, es sta -junto con la mesa- la quese aproxima a la fresa.


18/31

En las fresadoras de bancada es la fresa las que se acerca a la pieza, que se encuentra sobre la mesa.

En las fresadoras mixtas, por su forma constructiva, se dan ambos casos.

La fresadora universal es la ms utilizada en la fabricacin unitaria o de pequeas series de piezas, debido aque con ella se pueden realizar prcticamente la mayora de los procesos de fresado.

Una de las razones de ms peso que condujo al diseo y fabricacin de las fresadoras universales fue lanecesidad de realizar ranuras helicoidales. La solucin para este problema radica en dos puntos:

1. que la pieza pueda girar sobre su eje, y a su vez, solidaria con la mesa se desplace longitudinalmentecontra la herramienta cortante (fresa), y

2. que la fresa, para que no talone (roce contra la pieza en cualquier parte de la fresa que no sea el/los filo/s),pueda orientarse segn el ngulo de la hlice que se va a tallar.

El primero se consigue a travs de un dispositivo llamado aparatodivisor, que montado sobre la mesa recibe el movimiento del husillo de stamediante un tren de engranajes.

Para el segundo, la orientacin e inclinacin de la hlice podemos

optar por dos maneras:a) inclinar y orientar la mesa respecto a la fresa, b) orientando la

fresa respecto al eje de la pieza.

En el caso a) estamos trabajando sobre eje horizontal, y en el caso b) sobre cabezal universal orientable.

Ello nos lleva a otra clasificacin para las fresadoras universales:

Fresadoras universales de mesa orientable.

Fresadoras universales de eje orientable.

Ambas son del tipo de consola y, comnmente las de eje orientable suelen ser verticales o mixtas.

La norma UNE 15-303-90 (equivalente a: ISO 1701/01984) determina la terminologa empleada para losprincipales elementos de este tipo de mquina herramienta, en espaol y otros 6 idiomas europeos, y a ella nosceiremos para referirnos a los elementos que las componen.

Tambin incluye las descripciones de los movimientos de avance; que tomaremos en adelante cuandohagamos referencia a los movimientos en los distintos ejes.


19/31

UNE 15-303-90: Fresadora de consola, mesa de alturavariable, husillo horizontal.

El movimiento segn el eje X, constituye eldesplazamiento longitudinal de la mesa.

El movimiento segn el eje Y, constituye eldesplazamiento vertical de la mesa.

El movimiento segn el eje Z, paralelo al eje delhusillo, constituye el desplazamiento transversal de lamesa.

UNE 15-303-90: Fresadora de consola, mesa de alturavariable, husillo vertical y cabezal porta-husillo

deslizante. El movimiento segn el eje X, constituye el

desplazamiento longitudinal de la mesa.

El movimiento segn el eje Y, constituye eldesplazamiento transversal de la mesa.

El movimiento segn el eje Z, paralelo al ejedel husillo, constituye el desplazamiento vertical delcabezal porta-husillo.

El movimiento segn el eje W, constituye eldesplazamiento vertical la mesa.

En el caso de que el cabezal porta-husillo notenga desplazamiento vertical, el movimiento segn eleje Z, constituye el desplazamiento vertical de lamesa.

Tipos de operaciones de fresado

Hay dos tipos bsicos de operaciones de fresado: fresado frontal y fresado perifrico. Adems, de lacombinacin de estos dos tipos se establece un tercero: el fresado combinado.

Fresado perifrico : En el fresado perifrico, tambin llamado cilndrico y fresado plano, el eje de laherramienta es paralelo a la superficie que se est mecanizando, y la operacin se realiza por los filos de corte de la

periferia de la fresa.


20/31

En el fresado perifrico hay dos direcciones opuestas de rotacin que puede tener la fresa con respecto a lapieza. Estas direcciones distinguen dos formas de fresado, fresado en oposicin (se corta contra el avance) y fresadoen concordancia (se corta con el avance).

Fresado frontal

En el fresado frontal, el eje de la fresa es perpendicular a la superficie de trabajo y el mecanizado se ejecuta

por los bordes o filos cortantes del extremo y la periferia de la fresa.


21/31

Mandrinadora

La mandrinadora es una mquina compleja en la que coexisten caractersticas de la fresadora, de lataladradora y del torno. Por ello, es una mquina muy verstil, razn que la convierte en un valioso medio deproduccin de cualquier taller.

Est dotada de una serie de dispositivos que le permiten trabajar con un buen grado de precisin, por lo quees considerada como tal y, como corresponde, en ella suelen realizarse trabajos de responsabilidad.

Debido a esa versatilidad, las configuraciones de estas mquinas pueden variar sustancialmente dentro de un

mismo tipo.Podemos establecer una primera clasificacin segn la disposicin del husillo principal:

Adems, existe un tipo de mandrinadora auxiliar que no entra dentro de esta clasificacin que podramosdenominar porttil. Como veremos, su aplicacin est bastante centrada en el sector de reparacin urgente demquinas destinadas al movimiento de tierra.

Mandrinadora horizontal de columna fija (universal)

Se trata de una mquina destinada a la produccin de pieza por pieza y de pequeas series. No se trata deuna mquina automtica, aunque s suele incorporar un cierto grado de automatizacin, sobre todo en los dispositivosdestinados a los desplazamientos de la mesa y cabezal.

Inicialmente, la mandrinadora es una mquina destinada al mandrinado: aumentar el dimetro de agujeros enlas piezas. Sin perder de vista su origen, actualmente en las mandrinadoras tambin se ejecutan otros tipos demecanizados, ms propios de las fresadoras. Por ello no es de extraar que en muchas ocasiones se refieran a estetipo de mquina como fresadora-mandrinadora.

Entre otros, los principales componentes de la mandrinadora son:

Bancada.

Columna.

Cabezal.

Carros y mesa.

Luneta.En la figura podemos observar los distintos

sentidos en el movimiento de estos componentes.


22/31

Rectificadora

Hasta no hace mucho tiempo, las rectificadoras eran consi-deradas mquinas de alta precisin. Actualmente podemos decirque hay tipos de rectificadoras de alta precisin, ya que haymquinas herramientas que no son rectificadoras que las igualanen precisin.

Para ajustarnos a la definicin de rectificadora: mquinaempleada para rectificar en las medidas requeridas las piezasmecanizadas con otras mquinas herramientas, necesitamossaber a qu nos referimos cuando decimos rectificar.

El rectificado es una operacin de acabado en piezas querequieren tolerancias exigentes:

a) dimensionales: diametral, longitudinal o angular,

b) geomtricas: concentricidad, paralelismo, perpendicu-laridad, redondez, cilindricidad, de forma, etc.,

c) de acabado superficial: rugosidad, direccin del rayado, etc.

que no se pueden conseguir con otros procesos de mecanizado, que consiste en eliminar una cantidad dematerial -indistintamente sea duro o blando- mediante la accin de una herramienta abrasiva (muela).

Por tanto, ya no nos sirve la antigua definicin de la rectificadora que la contemplaba como una mquina paraacabados muy finos, o para el mecanizado de materiales muy duros puesto que con las actuales herramientas tantode metal duro cermet, cermica, nitruro de boro cbico, diamante o mediante procesos de electroerosin, etc., sepueden mecanizar materiales con durezas de 65HRC.

Las rectificadoras tienen algunas caractersticas constructivas que las diferencian de otras mquinasherramientas:

a) Desproporcin aparente entre el tamao de la pieza a mecanizar y la mquina:

Se necesita mucha solidez y estabilidad para evitar vibraciones y deformaciones, puesto que no permitircubrir las exigencias del rectificado.

b) Sus rganos, tanto los transmisores de movimiento como los mviles, estn diseados y construidos para

las altas velocidades de funcionamiento, ms que para los esfuerzos de corte:Los esfuerzos de corte en el rectificado suelen ser muy bajos, en muchos casos no llegan a los 9,81 N/cm2,

por lo que se optimizan los elementos para reducir rozamientos y obtener mayor rendimiento, as como para evitarposibles traspasos de irregularidades geomtricas de los ejes a la pieza mecanizada.

c) La herramienta (muela) gira a velocidades superiores a cualquier otro tipo de mquina -exceptuando las dealta velocidad-.


23/31

Centro de mecanizado

El centro de mecanizado, por definicin, debera ser: la mquina herramienta ms completa, capaz de realizarautomticamente el trabajo de varias mquinas convencionales: torno, fresadora, mandrinadora, taladradora, etc., enel orden que exija el proceso de mecanizado, sin mover la pieza de su posicin inicial en la mesa o dispositivo de lamquina y, sin que -en rgimen normal- intervenga el operario ni tan siquiera para cambiar las herramientas.

Si tomamos como referencia esta definicin, rpidamente entenderemos que todas estas acciones slo sepueden controlar y ejecutar eficazmente con un sistema de CNC, y adems tal mquina debe estar dotada de unalmacn de herramientas con un sistema de cambio automtico a medida que el proceso requiera de una u otra.Por tanto, cada herramienta necesitar de una velocidad de corte adecuada para ejecutar su proceso de mecanizadoen condiciones ptimas, lo que nos conduce a: que el sistema de transmisin de velocidades y avances de estamquina, debe tener la suficiente potencia, precisin tanto en el giro como en los desplazamientos lineales, buenequilibrio rigidez/tenacidad en su estructura para evitar generar y transmitir vibraciones, as como de un buen diseopara la evacuacin del calor de sus rganos mviles, generado por el rozamiento durante los procesos de trabajo.

Si adems, no movemos la pieza de su posicin inicial, necesitaremos -como mnimo- otros 2 ejes (ademsde X, Y, Z) que nos permitan el giro de la pieza en sus ejes horizontal y vertical; lo que supone el control de 5 ejes.

Sin entrar en ms profundidades, y observando el sentido de la definicin de centro de mecanizado, nosencontramos frente a la .

Lo cierto es que actualmente, este tipo de mquina todava no existe al 100%,pero a las disponibles poco lesfalta, como veremos ms adelante.

Los actuales centros de mecanizado estndar se distribuyen en:

Horizontales:

-columna fija,

-columna mvil.

Verticales:

- columna fija,

- columna mvil.

Universales:

- sobre mesa,

- sobre eje.

Especiales: segn lasnecesidades de produccin,

forma de las piezas amecanizar, peso, etc.

En esta primera clasificacin, podemos encontrarnos con una gran variedad de modelos, por lo que esconveniente conocer:

el volumen y peso de la pieza ms grande que se puede mecanizar en l,

los recorridos mximos de los ejes (principalmente los primarios X, Y, Z),

potencia de los motores y gama de velocidades y avances disponibles,

capacidad del almacn y velocidad del cambiador automtico de herramientas (ATC).

Vistos los primeros planteamientos, y dada la complejidad de cada tipo de mquina, cuando se requiere elmecanizado de piezas muy complicadas, no por volumen o forma, sino por cantidad y variedad de operaciones, sesuele recurrir a las clulas de fabricacin flexibles, que se componen de las mquinas necesarias para ejecutar la


24/31

produccin estipuladas, y que incorporan uno o ms robots, almacenes y alimentadores de piezas, estaciones deverificacin, etc.

Como ejemplo, diremos que una clula de fabricacin flexible bsica est formada por:

mquinas para generar superficies de revolucin: torno o centro de torneado.

mquinas para mecanizado de superficies planas: fresadora, centro de fresado o centro de mecanizado.

mquinas para el acabado: rectificadoras universales, planas, etc.

elemento/s para el intercambio automtico de piezas: robot, brazo intercambiador, almacn automatizado,etc.

En los centros de mecanizado, al igual que en los ordenadores, cabe distinguir dos tipos de componentes:

Mquina (hand):

- bancada,

- columna,

- cabezal con el husillo principal,

- mesa de trabajo,

- almacn de herramientas,

- cambiador automtico de herramientas(ATC),

- sistema de engrase automtico,

- sistema de refrigeracin.

Control (soft):

- sistema CNC:

- parmetros del mecanizado,

- control ejes,

- control servomotores,

- sistema cambiador automtico de

herramientas.

En las imgenes podemos ver algunos de estos componentes, as como la disposicin del husillo principal dedos tipos de centros de mecanizado.

Mquinas herramientas para mecanizados especiales

Este bloque lo estudiaremos en una unidad posterior


25/31

HERRAMIENTA DE CORTE

Estas herramientas trabajan en forma parecida a como lo hace el cortafro o el buril.

La herramienta o til cortante termina en una cua afilada, que la obliga a penetrar en la pieza que se trabajabajo un ngulo determinado y arranca virutas ms o menos grandes. Algunas veces la cua no trabaja ms que poruna sola arista (fig. A), pero tambin puede hacerlo por dos o por tres (f igs. B y C).

A B C

ngulos de la herramienta

Para el buen rendimiento de la operacin, la cua no puede tener una forma cualquiera, porque debe atacarla pieza segn un ngulo conveniente.

Los ngulos que hay que considerar en la herramienta son, principalmente, tres (fig. adjunta):

- ngulo de incidencia A;

- ngulo de til o ngulo de cua B;

- ngulo de desprendimiento C.

La cua tiene dos caras: una, en la que apoya la viruta al salir (superficie de desprendimiento) y otra, queavanza junto a la pieza (superficie de incidencia).

Angulo de incidencia

Se llama ngulo de incidencia A, al ngulo que forma la superficie de incidencia con la superficie trabajada dela pieza (o con la tangente, si sta fuese curva). Tiene por objeto el que la herramienta. no roce con la pieza.

ngulo del til

Se llama ngulo del til B, o ngulo de cua, al ngulo que forma la superficie de incidencia con la dedesprendimiento.

Angulo de desprendimiento

Se llama ngulo de desprendimiento C, al ngulo que forma la superficie de desprendimiento con laperpendicular a la superficie de la pieza,

Evidentemente, los tres ngulos de incidencia, de cua y de desprendimiento suman 90o.


26/31

Valor de los ngulos en una herramienta

El valor que deben tener los ngulos, en cada caso, depende del tipo de mquina, del material que se hayade trabajar y del material de que est fabricada la herramienta; se estudiarn en los captulos correspondientes acada mquina.

En general,, hay que decir que la herramienta, como cua que es, penetrar tanto ms fcilmente cuanto msaguda sea; pero, en cambio, se romper y se gastar ms rpidamente.

Material de las herramientas de corte

Las herramientas de corte que se emplean en las mquinas-herramienta pueden ser, principalmente de:

acero;

metal duro; diamante;

material cermicos.

Acero

Se emplean para este uso, principalmente, los aceros duros al carbono yaceros de baja aleacin paravelocidades de corte relativamente pequeas y los aceros rpidospara velocidades mayores.

Metal duro

Son, en general, aleaciones o combinaciones de Wolframio, titanio, cromo, etc., fundidos o conglomerados

con cobalto o nquel principalmente.Los metales duros fundidosse conocen, en general, con el nombre de estelitas.

Los metales duros conglomeradosestn, en general, fabricados a base de carburos de tungsteno. A estegrupo pertenece la widia y sus similares (volamita, titania, mefemant, labherit, miramant, etc.).

En general, no se construyen herramientas totalmente hechas de metal duro sino que ste se emplea enforma de plaquitas, que se sueldan o adaptan a la punta de la herramienta para formar el filo o los filos.

Los metales duros se emplean para trabajar materiales a grandes velocidades de corte y para materiales nometlicos (aunque se prestan mal para herramientas que han de estar sometidas a choque o vibraciones); y puedeelevarse bastante la temperatura sin que pierdan su dureza y capacidad de corte.

Diamante

Se emplea tambin en pequeas plaquitas con una cara pulimentada y adaptadas a la punta de laherramienta. Se emplea para materiales sumamente duros, o cuando lo principal es conservar el filo largo tiempo sindesgaste apreciable o para conseguir superficies muy exactas.

Material cermico

Modernamente, se estn empleando para herramientas de corte materiales cermicos, formados por xidosmetlicos sumamente duros.

MAQUINABILIDAD

Se puede decir que maquinabilidad es la facultad de un material para ser trabajado con mayor o menorfacilidad por medio de herramientas de corte;o dicho de otro modo, maquinabilidad es la facilidad que presenta unmaterial para el arranque de viruta.

Hoy da se incluye tambin dentro de este concepto el desgaste de la herramienta, la precisin de medidas, lacalidad del acabado superficial, la deformacin de la pieza y el consumo de energa necesaria.

Como se ve, se trata de un concepto muy amplio, no exento de ambigedad. Por ejemplo, cuando se diceque el material A es ms mecanizable que el B, esto puede significar que el desgaste de la herramienta empleada esmenor en A que en B, que el acabado superficial de A es superior o que se requiere menos consumo de energa paramecanizar A. Por eso, el concepto maquinabilidadslo tiene sentido como expresin de una cualidad en sentido muyamplio. Dicha cualidad no es otra que la facilidad de mecanizado en trminos generales.

Pese a la dificultad casi insalvable de hallar alguna medida que cuantifique un concepto tan amplio, se hapodido establecer que las propiedades de .maquinabilidad van muy ligadas al recalcado de la viruta que si puedevalorarse numricamente. Para ello, se determina la relacin entre la longitud terica que debera tener la viruta si nohubiera deformacin y la longitud que realmente tiene; o bien, entre el espesor de la viruta real y el de la terica (sinrecalcar). Esto permite hallar un coeficiente de recalcado como expresin de la maquinabilidad. Cuanto mayor es

dicho coeficiente mayor es la deformacin y, como sta se logra a expensas de la energa absorbida, lamaquinabilidad ser mayor cuanto menor sea el recalcado


27/31

TEMPERATURA DE CORTE. FLUIDOS DE CORTE

Parte de la energa mecnica empleada en el corte se transforma en calor que se reparte muy desigualmenteentre la viruta (del 65 a 80 %), la pieza (15 a 25 %) y la herramienta (5 a 10 %).

A pesar de que el reparto es favorable a la herramienta, la temperatura que puede alcanzar el filo de la mismaes muy alta, con las conocidas repercusiones que esto tiene en la capacidad de corte y en el tiempo de vida deaqulla.

Se procura disminuir la temperatura de corte haciendo que la seccin de la herramienta sea lo mayor posible

para mejorar la difusin del calor y, adems, se emplea un fluido de corte.El fluido de corte acta como refrigerante y lubricante a la vez. La accin refrigerante est destinada a la

absorcin directa del calor, mientras que la accin lubricante sirve para disminuir el rozamiento entre la cuchilla decorte y la superficie de la pieza.

Las sustancias de accin combinada (refrigerante y lubricante) ms empleadas son:

- Aceites de corte. Se trata de aceites minerales con aditivos sintticos, vegetales o animales que los hacenmuy untosos, de suerte que soportan grandes presiones.

- Aceites solubles o taladrinas. Son aceites compuestos, emulsionables con agua. Para usarlos se mezclancon agua en una proporcin del 1 al 10 por ciento, segn la aplicacin a que se destinen. Tienen mayor poderrefrigerante que los aceites de corte, son ms econmicos y desprenden menos humos; sin embargo, pueden crearproblemas de oxidacin.

Todos estos productos llevan sustancias anticorrosivas y antispticas para impedir daos en las mquinas yen la piel de los operarios.

Accin del fluido de corte

El fluido de corte, suministrado por un equipo de bombeo y conduccin, llega a la zona de corte y se introduceen forma de fina pelcula entre la herramienta y la pieza. Por su alto calor especfico. tiene una gran capacidad deabsorcin calorfica que se efecta por contacto directo.

Adems el fluido de corte se comporta como lubricante e impide el rocedirecto de las dos superficies metlicas. No obstante, las condiciones realesson algo distintas, ya que bajo la influencia de la presin de corte y el calorproducido, tiene lugar un rozamiento mixto (fig.) con puntos metlicos en contactoy zonas separadas por las bolsas de lubricante. Es lo que se llama lubricacin

lmite, que adquiere sus caractersticas ms agudas bajo condiciones extremasde presin y temperatura.

Algunos lubricantes poseen aditivos (azufre, molibdeno, fsforo, etc., enforma de compuestos) que son muy resistentes a las condiciones citadas yofrecen una superficie de contacto notablemente mayor.

En resumen, el empleo de fluidos de corte supone, en trminos generales:

- Aumento de la velocidad de corteque puede llegar al 40 % sobre el valor en seco.

- Proteccin de la herramientapor disminucin de la erosin.

- Mejora del acabado de la piezaque en ocasiones supone la reduccin de la altura de las rugosidades a lamitad.

- Proteccin de la pieza. Elimina el riesgo de deformaciones y las alteraciones qumicas y fsicas del material.

Empleo de los fluidos de corte

La naturaleza del fluido de corte se escoge en funcin del material a trabajar y de procedimiento de arranquede viruta.

Cuando lo primordial sea refrigerar se emplean los aceites solubles en agua (taladrinas) y cuando lo msimportante es la lubricacin, para reducir el rozamiento, se utilizan los aceites de corte.

En la tabla 10.1 se indican los fluidos de corte aconsejables para mecanizar los materiales ms comunes.


28/31

Material a trabajar

Torneado normal

Taladrado

Aserrado (1)

Roscado a tornoTorneado a maq.

automticaFresado normal Tallado de engranajes

Rectificado

Afilado

Aceros al carbono

Y de baja aleacin TSC

(TA)

SC

(SCA)

TA

(SC)

SC

(SCA)LR

Aceros de alta

Aleacin TA SCA SCASC

(SCA)SCA LR

Aceros inoxidablesTA

(SC)

SC

(SCA)

SC

(SCA)

TA

(SC)

SCA

(SC)

T

(LR)Fundicin gris

Seco

(T)

Seco

T

Seco

(T)

Seco

T

T

Seco

(SC)

LR

(T)

Aluminio y sus

AleacionesT

Seco (2)

(MG)

MG

(T)MG

T

Seco (2)

(MG)

MG LR

Cobre, latn y

Bronce (3)T

(seco)

MG

(seco)MG

T

(seco)MG

LR

(T)

seco seco seco seco seco seco

(1) Excluido el taladrado profundo(2) Depende del tipo de aleacin.(3) Hay tipos especiales de aceite para estos materiales.

SIGNIFICADO DE LAS ABREVIATURAS :

T. Taladrina, concentracin normal SC. Aceite sulfoclorado

TA.Taladrina concentracin alta SCA Aceite sulfoclorado, alto porcentaje

MG Aceite mineral graso LR Lquido de rectificado (taladrina verde o similar)

Aplicacin del fluido de corte

Para que el fluido de corte cumpla perfectamente su misin la vena lquida debe ser abundante y continua yaplicada lo ms cerca posible de la zona de corte.

La emisin del fluido se efecta normalmente de arriba hacia abajo, pero tambin puede hacerse en sentidocontrario (fig. 10) para mejorar el acceso del mismo a la zona requerida.

Cuando se mecanizan orificios profundos por taladrado o mandrinado es conveniente enviar el fluido a travsdel til (fig.11) pues, de lo contrario, la refrigeracin correcta es muy difcil.

La evacuacin del fluido de corte se efecta por gravedad; se recoge en una bandeja de la bancada, juntocon las virutas y de all pasa, despus de ser filtrado, al depsito del lquido para iniciar un nuevo recorrido, impulsadopor una electrobomba (fig. 12).

En los grandes talleres se instalan equipos centralizados que recogen las aportaciones de todas las mquinasherramientas, separan las virutas del lquido de corte, lo filtran y regeneran, antes de volverlo a enviar hacia las lneasde distribucin que lo llevan a los distintos puntos de uso. Las virutas, trituradas y clasificadas, se almacenan vensilos o depsitos para proceder a su venta para ser de nuevo fundidas.

Fig.10Fig.11

Fig.12


29/31

DISPOSITIVOS DE LAS MQUINAS-HERRAMIENTA

Para ajustar convenientemente los elementos de corte a la maquinabilidad del material, al grado de acabadonecesario, y a la vez que sea fcil de manejo para poder as lograr un buen rendimiento, es necesario dotar a lamquina de dispositivos adecuados. Estos dispositivos se pueden dividir en tres grandes grupos, a saber :

- Dispositivos de transmisin o mecanismos- Dispositivos de mando o maniobra- Dispositivos de regulacin ;

Se da, a continuacin, una breve y sencilla idea de su finalidad y, ms adelante, se detallarn, con ms extensin,algunos de ellos.

Dispositivos de transmisin o mecanismos

En toda mquina herramienta los movimientos suelen derivar del movimiento circular de un motor elctrico.

Se llama mecanismo o transmisin a la serie de dispositivos empleados para lograr la transformacin del movimientodel motor en el movimiento de corte o de avance.,

En todo mecanismo o transmisin de transformacin, existen fundamentalmente los elementos siguientes:

1. un soporte, bancada o zcalo, que sirve de apoyo a los elementos del mecanismo propiamente dicho;

2. un elemento con movimiento propio, elemento de propulsin a motor;

3. un elemento receptor del movimiento, elemento inducido, arrastrado o conducido;,

4. los elementos intermedios, entre el propulsor y el inducido, o elementos de transmisin. Segn sea el mediode accionamiento propulsor y de los elementos de transmisin, se habla de mecanismos:

- mecnicos,- elctricos,- hidrulicos,,- neumticos.

Pueden emplearse independientemente o bien combinados unos con otros.

Cadena cinemtica

As se llama la representacin esquemtica de los mecanismos.

Para facilitar la representacin y la interpretacin de cada elemento se representa ste por un smbolo normalizado,segn se indica en la figura.


30/31

Dispositivos de mando o de maniobra

Para iniciar o interrumpir los movimientos de las mquinas-herramienta y de los mecanismos, hay que servirse de losdispositivos llamados de mando o maniobra.

En todo sistema de maniobrasuelen existir estos elementos:

1. Elemento de maniobra: pulsadora, manivela, pedal, etc.

2. Trecho maniobrado: el mecanismo afectado por la maniobra.

3. Eslabn de ajuste: los elementos intermedios entre el elemento demaniobra y el trecho maniobrado.

Representacin esquemtica de los dispositivos de mando

Es una representacin en la que se muestran las conexiones entre los diversoselementos de mando.

Siempre que existan, se emplearn smbolos normalizados para surepresentacin.

Dispositivos de regulacin

Cuando una instalacin o mquina debe funcionar durante un cierto tiempo en determinadas condiciones y existenelementos que tienden a hacer variar estas condiciones, ser necesario emplear dispositivos eficaces paracontrarrestar dichos elementos perturbadores.

El conjunto de elementos empleados para lograr este fin se llama dispositivo de regulacin.

Un ejemplo de regulacin lo tenemos en un horno de templar (fig.17 ). Al iniciar el proceso, el horno empieza a

calentarse hasta alcanzar la temperatura deseada, en cuyo momento se dispara el circuito de alimentacin. Si seintroduce una pieza fra, se abren las puertas, o simplemente se va disipando el calor, a travs de sus paredes, elhorno se enfra; en este instante el sistema de regulacin conecta la fuente de alimentacin recuperando el calorperdido y con l la temperatura.

Representacin esquemtica de la regulacin

Es la representacin grfica de los elementos de regulacin, enlaces o conexiones. De aqu que tambin se llameconexin de regulacin (fig.17). Siempre que sea posible se emplearn smbolos normalizados y con preferencia seemplear la representacin por bloques (fig. 18).


31/31

Fig. 18

Fig. 17

Actuacin en la regulacin

La regulacin se logra segn este orden:

1 Medicin del valor real de la magnitud regulable.2 Comparacin de este valor con el terico deseado.3 Eliminacin de las discrepancias, por medio de la magnitud de ajuste o regulacin.

En la conexin de regulacin los valores reales son comparados con los tericos previstos. Cuando no soncoincidentes, entra en accin el sistema regulador, para contrarrestar los elementos perturbadores. La magnitud deajuste acta, sobre los eslabones de regulacin hasta lograr el equilibrio. Esta interdependencia entre los elementosdel sistema, como consecuencia de la comparacin de la magnitud real y la terica, hace que el circuito sea cerrado;de aqu, que se denomine proceso cerrado. Su actuacin es continuada.

Los sistemas de regulacin pueden ser, al igual que los mecanismos de transmisin o de mando: mecnicos,hidrulicos, elctricos, electrnicos o neumticos.

SISTEMAS DE FIJACIN DE LA PIEZA Y DE LA HERRAMIENTADe poco serviran los dispositivos explicados en los apartados anteriores, si no se dotase a la mquina de sistemaseficaces y rpidos, para sujetar las piezas a mecanizar y para fijar las herramientas.

Se dice sistemas eficaces porque durante el trabajo pueden llegar a estar solicitados por fuerzas considerablestendentes a arrancarlos de su posicin.

Interesa tambin que estos sistemas sean rpidos, para emplear el mnimo tiempo posible en las operaciones depreparacin.

mecanizado maquinas

Documents