TALADRADOI. ANTECEDENTES: HISTORIA DEL PROCESO.a. Resea histrica:Ya en elPaleoltico Superiorlos humanos taladraban conchas de moluscos con fines ornamentales. Se han hallado conchas perforadas de entre 70.000 y 120.000 aos de antigedad en frica y Oriente Prximo, atribuidas alHomo sapiens sapiens. Evolucin hasta el siglo XVIIDesde la prehistoria, la evolucin tecnolgica de las mquinas-herramienta se ha basado en el binomio herramienta-mquina. Durante siglos, la herramienta fue la prolongacin de la mano del hombre hasta la aparicin de las primeras mquinas rudimentarias que ayudaron en su utilizacin. Aunque en la antigedad no existieron mquinas-herramienta propiamente dichas; sin embargo, aparecieron dos esbozos de mquinas para realizar operaciones de torneado y taladrado.Era necesario crear un movimiento de rotacin de la herramienta en el taladrado. Debido a esta necesidad naci el llamado arco de violn, instrumento de accionamiento giratorio alternativo compuesto de un arco y una cuerda, utilizado desde hace miles de aos hasta la actualidad en que todava se utiliza de forma residual en algunos pases. Hasta finales del siglo XV no se producen nuevos avances. Leonardo da Vinci, en su Cdice a Atlntico, realiz un boceto de varios tornos que no pudieron construirse por falta de medios, pero que sirvieron de orientacin para prximos desarrollos. Se trataba de un torno de roscar de giro alternativo, otro de giro continuo a pedal y un tercero para roscado con husillo patrn y ruedas intercambiables.A finales de la edad media se utilizan la mquina afiladora que emplea la piedra giratoria abrasiva, el taladro de arco, el berbiqu y el torno de giro continuo, que trabajan con deficientes herramientas de acero al carbono. Se usan martillos de forja y rudimentarias barrenadoras de caones, accionadas por ruedas hidrulicas y transmisiones de engranajes de madera tipo linterna. Se inici la fabricacin de engranajes metlicos principalmente de latn, aplicados a instrumentos de astronoma y relojes mecnicos. Leonardo da Vinci dedic mucho tiempo a calcular relaciones de engranajes y formas ideales de dientes. Se pens que ya existan todas las condiciones para un fuerte desarrollo pero no fue as, puesto que hasta mediados del siglo XVII el desarrollo tecnolgico fue prcticamente nulo.Siglo XVIII: nueva fuente de energaEl siglo XVIII fue un periodo en el que el hombre dedic todos sus esfuerzos a lograr la utilizacin de una nueva fuente de energa. El francs Denis Papin, con el experiment de su famosa marmita, realizado en 1690, dio a conocer el principio fundamental de la mquina de vapor. La mquina de Watt fue el origen de la primera revolucin industrial; producindose trascendentales cambios tecnolgicos, econmicos y sociales; pero su construccin no hubiera sido posible sin la evolucin tcnica, como hemos visto, de la mquina-herramienta. Durante las guerras napolenicas se puso de manifiesto el problema que creaba la falta de intercambiabilidad de piezas en el armamento. Era un problema al que haba que encontrar una solucin, fabricando piezas intercambiables. Haba que disear mquinas-herramienta adecuadas, puesto que no haba uniformidad en las medidas ni las mquinas-herramienta existentes podan considerarse como tales.El ingls Henry Maudslay, uno de los principales fabricantes de mquinas-herramienta, fue el primero que admiti la necesidad de dotar de mayor precisin a todas las mquinas diseadas para construir otras mquinas. Siglo XIX: desarrollo industrialAnte la necesidad de taladrar piezas de acero, cada vez ms gruesas, Nasmyth fue el primero que construy hacia 1838, un taladro de sobremesa totalmente metlico, con giro de eje porta brocas accionado a mano o por transmisin. Algunos aos despus, en 1850, Whitworth fabric el primer taladro de columna accionado por transmisin a correa y giro del eje porta brocas, a travs de un juego de engranajes cnicos. Llevaba una mesa porta piezas regulable verticalmente mediante el sistema de pin cremallera. En 1860 se produce un acontecimiento muy importante para el taladrado, al inventar el suizo Martignon la broca helicoidal. El uso de estas brocas se generaliz rpidamente, puesto que representaba un gran avance en produccin y duracin de la herramienta con relacin a las brocas punta de lanza utilizadas hasta la citada fecha.A partir de 1865 las prestaciones de las mquinas aumentan al equiparse con nuevas herramientas fabricadas con acero aleado, descubierto por Robert Mushet. Esto permite doblar la capacidad de mecanizado en relacin con las herramientas de acero al carbono al crisol conocidas hasta entonces.A partir de 1898, con el descubrimiento del acero rpido por parte de Taylor y White, se fabrican nuevas herramientas con las que se triplica la velocidad perifrica de corte, aumentando la capacidad de desprendimiento de viruta, del orden de siete veces, utilizando mquinas adaptadas a las nuevas circunstancias.

Siglo XX: hasta 1940El sistema de generacin polifsico de Tesla en 1887 hizo posible la disponibilidad de la electricidad para usos industriales, consolidndose como una nueva fuente de energa capaz de garantizar el formidable desarrollo industrial del siglo XX. Aparece justo en el momento preciso, cuando las fuentes de energa del siglo XIX se manifiestan insuficientes. Los motores de corriente continua fabricados a pequea escala, y los de corriente alterna, reciben un gran impulso a principios de siglo, reemplazando a las mquinas de vapor y a las turbinas que accionaban hasta ese momento las transmisiones de los talleres industriales. Poco despus, muy lenta pero progresivamente, se acoplan directamente de forma individualizada a la mquina-herramienta.Desde principios del siglo XX hasta el nacimiento del control numrico (CN) e incluso despus, se mantienen prcticamente en todas las mquinas las formas arquitectnicas que, en este sentido, alcanzaron su plenitud a finales del siglo XIX. Sin embargo evolucionaron y se construyeron otras ms potentes, rgidas, automticas y precisas, pudiendo alcanzar mayores velocidades de giro, con la incorporacin a los cabezales de cojinetes o rodamientos de bolas; contribuyendo rentablemente al extraordinario incremento de productividad logrado por la industria en general y en especial por la automovilstica y aeronutica.Esta evolucin fue debida fundamentalmente, por un lado, al descubrimiento de nuevas herramientas de corte como hemos visto: carburo de silicio, acero rpido y, a partir de 1926, se produce otro avance importante con el descubrimiento por parte de la empresa alemana Krupp del carburo cementado metal duro, presentado en la feria de Leipzig en 1927 con la denominacin de Widia. Siglo XX: a partir de 1941Fue a partir de los aos setenta, con el desarrollo de la microelectrnica, cuando el CN pasa a ser control numrico por computadora (CNC) por la integracin de una computadora en el sistema. Pero definitivamente fue durante los aos ochenta cuando se produce la aplicacin generalizada del CNC, debido al desarrollo de la electrnica y la informtica, provocando una revolucin dentro de la cual todava estamos inmersos.Adems de su incorporacin a las fresadoras, la aplicacin del control numrico se extendi a mandrinadoras, tornos y taladros. Pero rpidamente se comprob que exista un potencial de automatizacin superior al que poda obtenerse sobre mquinas clsicas y surgi un nuevo concepto de mquina: el llamado centro de mecanizado. Nace as una mquina-herramienta capaz de fresar, taladrar, roscar, mandrinar, etc., que incluye un almacn de herramientas y un sistema de cambio automtico de las mismas, de forma que el control numrico ordena las posiciones y trayectorias de las piezas y herramientas, velocidades de avance, giro de herramientas y seleccin de las mismas.El avance tecnolgico del CN ha constituido el aspecto dominante, afectando a todas las mquinas-herramienta, incluso a las universales. En cierto aspecto, las mquinas se han convertido en ms simples, porque ciertas funciones han sido transferidas del sistema mecnico al electrnico. Se ha logrado el control simultaneo de varios ejes, como es el caso de los centros de mecanizado, de los tornos, etc., lo cual no era posible hasta la aplicacin del CNC.Nos hallamos ante una revolucin que est pasando de una economa sustentada en los principios de la mecnica, esto es, en la produccin en masa, en el carcter uniforme de los productos, etc. a una economa que se caracteriza por la flexibilidad, la rpida reaccin a la evolucin de los mercados, la adaptabilidad de los productos, etc. Para ello ha sido necesario integrar tecnologas basadas en la mecnica y la electrnica - mecatrnica - lo que ha supuesto entrar en una nueva cultura industrial condicionada por un enfoque global y pluridisciplinario de los problemas de produccin.El CBN, nitruro de boro cbico, (CubicBoronNitride) tiene mltiples usos en el mecanizado, destacando inicialmente su utilizacin en la industria del automvil, el rectificado de alta produccin, el rectificado de corte pleno y el rectificado sin centros. El descubrimiento bsico de este material por parte R.H. Wentorf de General Electric se remonta a 1957.Hay que destacar que, con la aparicin del PCBN (PolycrystalineCubicBoronNitride), se fabrican nuevos tipos de herramientas para diversas aplicaciones: fresado, torneado, etc. Este material permite someter a la herramienta a mayores esfuerzos (por ejemplo corte interrumpido y materiales muy duros), pudiendo alcanzar altas velocidades en el mecanizado y/o mayores capacidades de arranque de material. Gracias al CBN y al PCBN, actualmente se investigan nuevos procesos de mecanizado que adems aseguren una especial atencin al medio ambiente. Hoy se puede hablar del mecanizado ecolgico.

b. Hitos principales: 1400: taladro berbiqu, herramienta manual usada en carpintera y ebanistera, para hacer agujeros en madera.

Fig. 1.1 Taladro berbiqu 1500: Leonardo Da Vinci, disea un taladro horizontal para taladros profundos. 1775: taladro manual, con ms avanzada tcnica y de mayor precisin.

Fig. 1.2 Taladros manuales 1838: primertaladro de sobremesahecho enteramente de metal (James Nasmyth).En Espaa es posible encontrar un taladro original de James Nasmyth en el Museo de la Siderurgia y la Minera de Castilla y Len en Sabero, provincia de Len.

Fig.1.3 Primer taladro de sobremesa 1850:taladro de columnacontransmisin a correayengranajes cnicos(Joseph Whitworth).

Fig.1.4 Primer taladro de columna 1851: primertaladro radial(Sharp, Roberts & Co).

Fig.1.5Primer taladro radial 1860: invencin de labroca helicoidalporMartignon, que reemplaza rpidamente a las brocas en punta de lanza utilizadas hasta entonces. 1876: el americano Vales Aldrich, de la empresa "Dayton Machine Co.", patenta un taladro de accionamiento manual, que fue el origen de la construccin de varios modelos utilizados en las herreras, razn por la que se le denomina: "Taladro de herrero". 1889: eltaladroelctrico fue inventado enMelbourneAustralia.

Fig. 1.5 Primer taladro elctrico 1898: invencin delacero rpido, que permite aumentar significativamente la velocidad de taladrado. Las tecnologas desarrolladas durante laRevolucin Industrialse fueron aplicando a las taladradoras, que de esta manera fueron pasando a ser accionadas elctricamente y a ser cada vez ms precisas gracias a la metrologa y ms productivas gracias a nuevos materiales como el carburo de silicio o el carburo de tungsteno. Sin embargo, en su arquitectura las mquinas conservaron casi sin cambios las formas que haban sido puestas a punto a lo largo del siglo 1970: La aparicin delcontrol numrico por computadorarevolucion las mquinas-herramienta en general y las taladradoras en particular. La microelectrnica permiti integrar las taladradoras con otras mquinas herramientas como tornos o mandrinadoras para formar centros de mecanizado polivalentes gestionados por ordenador.II. TIPOLOGIA Y CLASIFICACION:Los taladros se pueden reunir en siete grupos separados: sensitivas, verticales, radiales, horizontales, de tortea, de husillos mltiples y taladradoras CNC.2.1 Taladradoras sensitivas:Corresponden a este grupo las taladradoras deaccionamiento elctrico o neumtico ms pequeas. La mayora de ellas sonporttiles y permiten realizar agujeros de pequeo dimetro ysobre materiales blandos. Bsicamente tienen un motor en cuyo eje se acopla el porta brocas y son presionadas en su fase trabajo con la fuerza del operario que las maneja. Pueden tener una sola o variasvelocidades de giro. Hay pequeas taladradoras sensitivas que van fijas enun soporte de columna con una bancada para fijar las piezas ataladrar. Las taladradoras sensitivas porttiles son muy usadas en tareas domsticas yde bricolaje.

Fig. 2.1 Taladradora sensitiva2.2 Maquinas taladradoras verticales: Estas maquinas se caracterizan por la posicin vertical en que se dispone su estructura. Su caracterstica principal es la rotacin de un husillo vertical en una posicin fija. Existen diversos tipos de maquinas de taladrar con el husillo vertical, entre los cuales tenemos: 2.2.1 Maquinas de sobremesa:estas maquinas generalmente tienen su sitio sobre el banco de trabajo y se presta para la ejecucin de agujeros hasta de unos 10 mm de dimetro.

Fig. 2.2 Taladradora Vertical de sobre mesa 2.2.2 Maquinas taladradoras de columna:Estas maquinas se caracterizan por la rotacin de un husillo vertical en una posicin fija y soportado por un bastidor de construccin, tipo C modificado. La familia de las maquinas taladradoras de columna se compone de. El taladro sencillo de transmisin por banda, la taladradora sensitiva, la taladradora de columna con avance por engranaje, la taladradora de produccin de trabajo pesado, la taladradora de precisin, y la taladradora para agujeros profundos. Los taladros de columna de alimentacin por engranaje son caractersticos de esta familia de maquinas y se adaptan mejor para ilustrar la nomenclatura y componentes principales de este tipo demquinas.Los componentes principales de la maquina son los siguientes: La base: soporta a la maquina y en algunos casos, cuando el tamao y el peso lo hacen necesario, a la pieza misma. La columna: es el miembro principal vertical sobre el que van montados otros componentes de la maquina en la correspondencia y alineamientos apropiados. La caja de los engranajes: montada en la parte superior de la columna, aloja a los engranajes impulsores del husillo junto con los elementos para el cambio de las velocidades. El motor: es del tipo reversible para permitir las operaciones de roscado. La potencia se transmite a la caja de engranajes por medio de un eje, bandas, o, en algunos caso, directamente por medio de coples. el motor va colocado en la parte posterior de la columna para un mejor balance. El eje: es el miembro giratorio que impulsa a la broca. Est ranurado para poder deslizarse hacia arriba y hacia abajo a travs de la caja de engranajes. La cabeza: contiene los engranajes del avance, accionados por una barra de avances desde la caja de engranajes, y contiene los controles para la seleccin de los avances y de la direccin de giro. El husillo: est equipado con un agujero cnico para recibir el extremo cnico de las brocas, dispositivos para el montaje de las mismas, o de otras herramientas de corte que se utilicen en la maquina, tales como machos o escariadores. La mesa: est montada en la columna y se la puede levantar o bajar y sujetar en posicin para soportar la pieza a la altura apropiada para permitir taladrar en la forma deseada.

Caja deengranajesBaseMesaMotorBrocaColumnaPalanca de avance manualFig. 2.3 Taladradora de columna

i) Tipos de Maquinas Taladradoras de Columna- Maquinas impulsadas por medio de bandas: todas las maquinas que no tienen engranajes o mecanismos directos para impulsar el husillo, y los cambios de velocidades, cuando los hay, se realizan por el cambio de posicin de las bandas. Los hay del tipo de banco y del tipo de piso, e incluyen todos los taladros pequeos y de poco costo que se utilizan en los talleres caseros, talleres de mantenimiento, y para las aplicaciones generales de taladro.Fig. 2.4 Taladradoras impulsadas por bandas Taladradoras sensitivas de columna: su configuracin es muy parecida a las taladradoras de avance por engranaje y son diseadas para el avancemanual. Este mtodo de avance limita naturalmente su capacidad siendo tambin su construccin ms ligera. Segn se hace avanzar la broca dentro de la pieza, el operario siente realmente la accin cortante, de ah la designacin de sensitiva. La potencia de alimentacin de este sistema limita la capacidad de la maquina a 1 pulgada de dimetro de la broca a lo ms, usndola en acero suave, pero asegura una gran flexibilidad en cuanto al a relacin de los avances y las presiones. Las taladradoras de produccin de trabajo pesado: operan con avance hidrulico para poder emplear las tremendas presiones de avance de alimentacin requeridas, as como la flexibilidad y ciclaje automtico para propsitos de produccin. La maquina taladradora invertida es una posterior aplicacin de la taladradora de produccin de trabajo pesado. Esta mquina taladra desde un fondo hacia arriba y se utiliza para trabajo en los cuales resulta un problema la gran cantidad de material a quitar y la eliminacin de la viruta. El uso ms comn de este tipo de maquinas es en las fabricas de municiones en donde las cpsulas slidas forjadas se taladran de esta manera.

a) b)Fig. 2.5 a) Taladro sensitivo de columna, b) Taladradora de produccin de trabajo pesado. Las mquinas taladradoras de precisin: se clasifican en la familia de las de columna debido a que tienen un husillo de posicin fija, pero actualmente se las ha desarrollado para usarse con mesas espaciadoras o posicionadoras, y con una profundidad de garganta o alcance que anteriormente solo se poda obtener en las mquinas taladradoras radiales aunque anteriormente solo se poda obtener en las maquinas taladradoras radiales.

Fig. 2.6 Mesa localizadora de precisin es el elemento distintivo de una maquina taladradora de precisin. 2.3 Maquinas taladradoras radiales:Estas se identifican por el brazo radial que permite la colocacin de la cabeza a distintas distancias de la columna y adems la rotacin de la cabeza alrededor de la columna. Con esta combinacin de movimiento de la cabeza, se puede colocar y sujetar el husillo para taladrar en cualquier lugar dentro del alcance de la maquina, al contrario de la operacin de las maquinas taladradoras de columna, las cuales tienen una posicin fija del husillo. Esta flexibilidad de colocacin del husillo hace a los taladros radiales especialmente apropiados para piezas grandes, y, por lo tanto, la capacidad de los taladros radiales como clase es mayor que la de los taladros de columna.

BaseColumnaCabezaBrazo Fig. 2.7 Taladro radial tpico. El peso de la cabeza es un factor importante para conseguir una precisin de alimentacin eficiente sin una tensin indebida del brazoLos principales componentes del taladro radial son: La base: es la parte bsica de apoyo para la maquina y que tambin soporta a la pieza durante las operaciones de taladro. Los taladros radiales est5an diseados principalmente para piezas pesadas que se montan mejor directamente sobre la base de la maquina. Algunas maquinas incluso tienen bases agrandadas para permitir el montaje de dos o ms piezas al mismo tiempo para que no se tenga que interrumpir la produccin en tanto se retira una pieza y se coloca otra en su lugar. La columna: es una pieza de forma tubular soportada por, y que gira alrededor de, una columna rgida (tapada) montada sobre la base. El brazo: soporta al motor y a la cabeza, y corresponde a la caja de engranajes de la mquina de columna. Se puede mover hacia arriba y hacia abajo sobre la columna y sujetarse a cualquier altura deseada. La cabeza: contiene todos los engranajes para las velocidades y para los avances y as como los controles necesarios para los diferentes movimientos de la maquina. Se puede mover hacia adentro o hacia fuera del brazo y sujetar en posicin el husillo de taladrar a cualquier distancia de la columna. Este movimiento, combinado con la elevacin, descenso y rotacin del brazo, permite taladrar a cualquier punto dentro de la capacidad dimensional de la maquina.Los taladros radiales son considerados como los caballos de trabajo del taladro. Estas maquinas proporcionan una gran capacidad y flexibilidad de aplicaciones a un costo relativamente bajo. Adems, la reparacin es rpida y econmica debido a que, pudindose retirar hacia los lados tanto el brazo como la cabeza, por medio de una gra, se pueden bajar directamente las piezas pesadas sobre la base de la maquina. En algunos casos, cuando se trata usualmente de piezas grandes, los taladros radiales van montados realmente sobre rieles y se desplazan al lado de las piezas para eliminar la necesidad de un manejo y colocacin repetidos. Los taladros radiales montados en esta forma son llamados maquinas del tipo sobre rieles.

Fig. 2.8 Taladros radiales montados sobre rieles que se desplazan al lado de la pieza para disminuir el manejo y las operaciones de colocar en posicin la pieza a trabajar2.3.1 Tipos de Taladros Radiales: Taladros radiales estndar: son los ms comunes y estn diseados para que el husillo permanezca siempre vertical, no importando su posicin. Taladros radiales de husillo horizontal: tienen muchas aplicaciones para piezas que requieren taladro horizontal, y es el resultado del desarrollo de la mquina para los talleres de mantenimiento de los ferrocarriles, para que se pudiese hacer determinado trabajo en las locomotoras sin desmontar completamente las unidades.

Fig. 2.9 El taladro radial de husillo horizontal es especialmente apropiado para taladrar agujeros horizontales en piezas voluminosas y normalmente es porttil. Taladros radiales universales: se diferencian de los Taladros Radiales de husillo horizontal porque en lugar de tener en la cabeza un husillo fijo vertical u horizontal, los taladros radiales universales tienen una cabeza que va fija en el extremo del brazo y que permite la colocacin universal del husillo para taladrar a cualquier ngulo. Adems, las maquinas taladradoras universales no tienen base; en su lugar tienen unas guas sobre las cuales puede desplazarse la columna y su base.

Fig. 2.10 Taladro radial universal porttil que hace agujeros en cualquier angulo sin necesidad de mover la piezaDebido a que estas maquinas estn proyectadas para el taladro de piezas extremadamente grandes o voluminosas, en donde se desea ejecutar tantas operaciones como sea posible sin mover la pieza, la maquina misma es fcilmente transportable. Se proporcionan con un gancho para izarlas y la base de las guas est equipada con gatos niveladores, haciendo que sea ms prctico llevar la maquina a la pieza que la pieza a la maquina.2.4 Maquinas taladradoras horizontales:Esta familia de maquinas se fabrica para operaciones de taladrado en general con el husillo montado horizontalmente, del tipo de maquinas de mesa, del tipo de sobre guas y unidades taladradoras independientes. Estas maquinas representan otra evolucin estndar para resolver problemas de fabricacin. La mayor parte del taladrado se hace verticalmente porque es preferible contar con la ayuda de la gravedad al hacer avanzar la broca. Pero algunas veces es imposible o inconveniente colocar la pieza para taladrado vertical. Entonces se emplea el taladro horizontal. En las maquinas especiales de uso sencillo hay muchas ventajas para el montaje horizontal del husillo. El taladro horizontalfacilita la remocin de las virutas y se presta bien para la automatizacin y para el diseo de mquinas taladradoras del tipo trasladable.

Fig. 2.11Taladradora horizontal con mesa rotatoria. El mueble del fondo se utiliza para los controles automticos.2.4.1 Taladradoras para agujeros profundos: durante el taladrado de agujeros profundos en donde la profundidad de los mismos es de ms de cuatro o cinco veces su dimetro, las virutas se acumulan segn se profundiza el agujero y se traban en la broca, interfiriendo con su accin cortante. Peridicamente, debe retirarse la broca del agujero para retirar las virutas. Las taladradoras de columna, con disposiciones especiales para realizar automticamente el retiro de la broca y la pieza de las virutas, independientemente del criterio del operador.

Fig. 2.12 En las taladradoras para agujeros profundos es bastante comn el uso de husillos horizontales, como se muestra en este modelo de dos husillos.

2.4.2 Taladros Horizontales del Tipo de Mesa: diseados para facilitar el montaje de dispositivos muy precisos o controles numricos. Una de las principales ventajas de estas maquinas descansa en el hecho de que la pieza se puede montar en una mesa rotatoria en donde se pueden programar piezas para ser taladradoras en los cuatro lados.2.4.3 Taladradoras del Tipo de Guas: son generalmente maquinas de un solo uso, diseadas para desplazarse sobre guas planas o del tipo de barra. Aunque se puede visualizar inmediatamente muchas variaciones, es ms fcil describir la maquina considerando una maquina de dos sentidos con unidades taladradoras diametrales opuestas. Las unidades de dos sentidos se caracterizan por la maquina o maquinas de doble extremo centrador diseado para operaciones en donde se prefiera trabajar simultneamente en los lados opuestos de la pieza.2.4.4 Unidades Taladradoras independientes: han llegado a ser muy populares y las hay disponibles en cierto nmero de tamaos estndar. Estas unidades utilizan todo tipo de dispositivos de avance. Normalmente, la carrera de avance es corta y se realiza por medio de una leva, un tornillo, o algn otro medio mecnico, por presin hidrulica, o por medios electrnicos. Estas unidades se pueden colocar juntas en cualquier combinacin para satisfacer un requerimiento especfico de produccin.

Fig. 2.13 Taladradoras independientes, se disean para proporcionar tanto rotacin del husillo como avance del mismo

2.5 Maquinas taladradoras de torreta:Las maquinas taladradoras de torreta han aumentado su popularidad tanto para rdenes pequeas como para operaciones de produccin. Estas mquinas se caracterizan por una torreta de husillos mltiples.

Fig. 2.14La taladradora de torreta permite varias operaciones de taladrado en determinada secuencia sin cambiar herramientas o desmontar la pieza.Como se puede ver en la ilustracin, los componentes bsicos de la mquina, excepto la torreta, son parecidos a los de las mquinas taladradoras de columna. Se dispone de taladros de tortea en una serie de tamaos desde la pequea mquina de tres husillos montada sobre banco o mesa hasta la mquina de trabajo pesado con torreta de ocho lados. Para operaciones relativamente sencillas, la pieza se puede colocar a mano y la torreta se puede hacer avanzar a mano o mecnicamente, para ejecutar un cierto nmero de operaciones tales como las que se hacen en una mquina taladradora del tipo de husillos mltiples. Segn se aaden a la operacin controles ms complicados, el taladro de tortea se vuelve ms y ms un dispositivo ahorrador de tiempo. El ltimo uso del taladro de tortea es cuando se coloca en combinacin con una mesa posicionadora para una colocacin precisa de la pieza. Esta mesa puede tomar la forma de una mesa localizadora accionada a mano, una mesa posicionadora accionada separadamente y controlada por medio de cinta, o con topes precolocados; o puede tomar la forma de una unidad completamente controlada por cinta donde la mesa posicionadora y las operaciones de la mquina se coordinan en una sencilla cinta de papel perforado.

Fig. 2.15 La taladradora de torreta completamente automtica con avances, velocidades, movimiento de la torreta, y colocacin de la mesa controlados por medio de cinta2.6 Maquinas taladradoras de husillos mltiples:Esta familia de mquinas cubre todo el campo desde el grupo sencillo de las mquinas de columna hasta las diseadas especialmente para propsitos especficos de produccin.2.6.1 Las mquinas estndar de husillos mltiples: se componen de dos o ms columnas, cabezas y husillos estndar, montados sobre una base comn.

Fig. 2.16 Facilitan la ejecucin de una secuencia fija de las operaciones de taladrado por medio del desplazamiento de la pieza de estacin en estacin a lo largo de la mesa.

Las aplicaciones ms comunes de este tipo de mquinas son para eliminar el cambio de herramientas para una secuencia de operaciones. Aunque las mquinas taladradoras de husillos mltiples todava se fabrican, estn cediendo rpidamente su popularidad a las mquinas taladradoras de torreta.2.6.2 Taladradoras de unin universal: son extremadamente verstiles y han alcanzado una posicin muy importante en la manufactura de produccin de tipo bajo a medio. Las mquinas taladradoras de unin universal se fabrican en una serie completa de tipos estndar con cierto nmero de husillos que se pueden ajustar dentro de un rea determinada.

Fig. 2.17 Se caracterizan por su gran nmero de husillos que se pueden colocar en cualquier posicin dentro del rea de la mesa para taladrar cualquier plantilla de agujeros preseleccionada.Adems de los catlogos de tamaos estndar, las mquinas de unin universal se construyen en muchos otros tamaos con plantillas para el taladrado y el nmero de husillos para trabajos especficos. Una de las mayores mquinas de unin universal construidas se empleaba para el taladrado de cambio y cruces de vas de ferrocarril. Una vez que se instala una mquina de este tipo, se puede variar la plantilla de los agujeros ajustando los centros de husillos.

2.6.3 Taladradoras en lnea: tienen un tornillo sinfn central o mecanismo en espiral que acciona cierto nmero de husillos colocados en lnea.

Fig. 2.18 Se diferencian de las mquinas taladradoras de husillos mltiples en que todos los husillos se mueven por medio de una sola fuente de fuerza que al mismo tiempo acciona los avances. El espacio entre husillos es variable.Estas mquinas tambin son muy flexibles pero requieren de todos los agujeros sean taladrados simultneamente en una lnea recta. Obviamente, se puede taladrar cualquier disposicin de agujeros colocados en una serie de lneas rectas simplemente desplazando la pieza. En las mquinas de husillos en lnea el avance se proporciona sencillamente haciendo descender el puente de los husillos o elevando la mesa. La seleccin del avance, tanto por medio del puente como de la mesa se basa en el tipo de trabajo y las operaciones implicadas. Las mquinas de unin universal y gran rea se proporcionan tambin con avances tanto por medio del puente como por la elevacin de la mesa.2.6.4 Taladradoras de produccin de husillo fijo: consiste en cierto nmero de husillos en una posicin fija, recibiendo su fuerza motriz a travs de una serie de engranajes accionados por un solo motor del tamao apropiado. Toman la forma de una sencilla mquina individual, tanto vertical como horizontal, o accionada en ngulo, o bien pueden tomar la forma de cierto nmero de tales unidades colocadas juntas para hacer una mquina especial.

2.7 Maquinas taladradoras a CNC:Con la introduccin del uso del mtodos numricos en las maquinas herramientas, ayudo a aumentar la precisin de las piezas fabricadas, y aumento la eficiencia. Un operario se encarga de ingresar los datos e indicaciones deseadas, y la computadora interna se encarga de materializar dichas rdenes. En la actualidad, el sistema CNC se a implementado en los diversos tipos de talados, ya antes mencionados, como en:

Taladradoras para agujeros profundos CNC

Fig. 2.19 Taladro Horizontal CNC

Fig. 2.20 Taladro radial CNC

Fig. 2.21 Taladro torreta CNCIII. PARTES DE UNA TALADRADORA VERTICALLas partes bsicas de una taladradora: Las partes bsicas que componen una mquina de taladrar de sobremesa o de columna son:a. La bancada: Es el armazn, la parte que soporta la mquina; consta de una base o pie la cual se apoya en la mesa de trabajo (taladradora de sobremesa) o en el suelo (taladradora de columna); es de fundicin y sobre ella estn dispuestos los dems elementos.b. El cabezal: Es la parte de la mquina que aloja la caja de velocidades y el mecanismo de avance del husillo con el mecanismo de rotacin. El cabezal puede ser fijo, es decir que siempre se mantiene a la misma altura respecto de la base, o puede ser cabezal mvil, es decir, que puede acercarse o separarse respecto a la mesa, o a la bancada.c. Caja de velocidades por engranajes: Transmisin de las revoluciones por caja de engranajes: Cuando las taladradoras necesitan realizar grandes esfuerzos de corte y avances elevados, como en el caso del taladrado y mecanizado de grandes piezas y brocas de dimetro grande, stas montan la caja de revoluciones por engranajes; se evita el patinamiento de la correa y garantizan el trabajo a realizar. Estas cajas de engranajes las montan generalmente las taladradoras de columna, que son las mquinas encargadas de realizar mayores esfuerzos de trabajo que las taladradoras de sobremesa. El cambio de revoluciones se realiza mediante palancas.d. El cono de poleas: Transmisin de las revoluciones por correas: Las correas son los elementos que transmiten las revoluciones del eje del motor al eje de la mquina (husillo). Pueden ser planas o trapeciales y deben de estar lo suficientemente tensas para que la mquina no patine durante su trabajo. Las correas no se construyen de cualquier forma, estn sujetas a unas normas que satisfacen las necesidades de empleo y funcionamiento. Las correas estn fabricadas con cuero, goma, algodn, etc.e. Correas planas: La correa plana casi no se emplea hoy da, pero tiene sus aplicaciones para la transmisin de rboles muy distantes, por lo que la exponemos nada ms que a ttulo informativo.f. Correa trapecial: Son las ms empleadas en la transmisin de movimiento, pues se ajustan mejor que las planas y por su geometra trapecial tienen ms adherencia que las planas; tambin son ms caras.g. Cono de poleas de la mquina: La mquina dispone de un cono de poleas con varios dimetros, los cuales segn alojemos la correa en un dimetro u otro, tomarn un determinado nmero de revoluciones que debern ser los adecuados al tipo de trabajo que tengamos que realizar, en este caso taladrar.Llamamos poleas conductoras al cono de poleas que lleva el eje del motor, y poleas conducidas las que reciben las rotaciones del eje del motor, que es el eje donde se fija la broca. Se llama relacin de transmisin la relacin que existe entre los distintos dimetros de las poleas conductora y conducida y el nmero de r.p.m. a que giran.h. Conos de friccin: Este sistema facilita la operacin de cambio de velocidades, ya que se puede realizar en marcha, adems tienen la ventaja de poder ajustar el nmero de revoluciones al deseado sin escalonamiento.i. Motor: el dispositivo encargado del funcionamiento de la mquina herramienta.j. La mesa o plato: es la parte de la mquina que suele ser regulable en el eje Z (altura), algunos modelos pueden ser giratorios tanto en los ejes X como en el eje Y con el fin de que pueda coger los ngulos adecuados cuando los mecanizados lo precisen. En cualquiera de los casos, antes de taladrar, ha de frenada para que no se mueva durante la operacin de taladrado. Su forma suele ser cuadrada, rectangular o cilndrica, en este ltimo caso se le suele llamar tambin plato.k. El husillo: es el que recibe el movimiento de rotacin y aloja el portabrocas, en el cual fijamos la broca con la cual realizamos el corte del agujero a mecanizar.l. Nonio de la mquina: La mayora de estos tipos de taladradoras disponen de un nonio con el fin de ver la profundidad del mecanizado de los trabajos a realizar en ella. Hay que tener en cuenta el juego del husillo respecto al nonio, que puede variar de una mquina a otra, y sin duda esto puede repercutir en la precisin de la profundidad del taladrado deseado. Para evitar esta imprecisin se recomienda verificar la profundidad antes de completar toda la profundidad a realizar.m. El portabrocas: Est considerado como un accesorio de la mquina, y es el mecanismo que fija o sujeta la broca con la cual vamos a cortar el material a taladrar; generalmente se acciona con la mano con el fin de efectuar los cambios de broca rpidamente, aunque algunos portabrocas necesitan de una llave para apretar y aflojar la broca.Va fijado a la mquina con una espiga o cono Morse segn el tamao del portabrocas a instalar. Los portabrocas ms comunes pueden coger brocas de hasta 13 mm de dimetro; a partir de 14 mm de dimetro las brocas son de mango cnico, y stas se fijan directamente al eje de la mquina sin portabrocas.Los portabrocas y los conos Morse se aflojan y se quitan del husillo de la mquina mediante una cua cnica, preparada al respecto, la cual se mete en el alojamiento del husillo de la mquina y hace que el cono o portabrocas se desclave garantizando que stos no se daen. Antes de fijar una broca o portabrocas en su asiento de cono Morse, hay que limpiar el cono interior y exterior, y siempre con la mquina parada y la mesa o plato libre de mordaza o pieza alguna. La mecha del cono sirve para la extraccin de la broca, no para el arrastre. No golpear nunca, ni los manguitos, ni los conos de las brocas con martillo; para fijar las brocas en el husillo o los manguitos, hay que emplear una madera o maza de plomo o plstico. Para sacar la broca o los manguitos usar siempre la cua. En ambos casos, conviene colocar una madera encima de la mesa o del plato para evitar que la broca o el portabrocas golpeen directamente sobre la mesa o el plato.

IV. CADENA CINEMATICA:

Fig. 4.1 Esquema cinemtico de una maquina de taladrar vertical

El Movimiento Principal (Rotacin Del Husillo)Se verifica mediante un electromotor dispuesto verticalmente por la transmisin dentada 27/27 y la caja de velocidades, que gracias a dos bloques triples de ruedas dentadas, comunica al husillo nueve diferentes valores de la frecuencia de rotacin de este. Cuando es necesario, puede variarse el campo de las velocidades de rotacin del husillo, aumentndolo o disminuyndolo, cambiando la relacin de transmisin de la transmisin dentada situada entre el electromotor y la caja de velocidades. El ltimo rbol de esta caja es un casquillo hueco, cuyo orificio estriado transmite la rotacin al husillo de la taladradora.Movimiento de Avance Se transmite desde el husillo por las ruedas dentadas 22/42, caja de avances, transmisin dentada 17/44, acoplamiento M (que sirve para desconectar el avance mecnico al alcanzar la profundidad necesaria del taladro), el par de tornillo sin fin y la transmisin de cremallera en el casquillo del husillo. La caja de avances permite obtener seis diferentes valores de los avances.Movimientos Secundarios La caja de velocidades, caja de avances, husillo y mecanismo de avances, estn montados en el interior del cabezal de taladrar que puede desplazarse a lo largo del montante al girar la correspondiente manivela, mediante los pares de tornillo sin fin y de cremallera. El movimiento vertical de la mesa tambin se verifica con accionamiento manual, girando la manivela a travs de pares cnico y helicoidal.

V. DISPOSITIVOS USADOS PARA EL FUNCIONAMIENTO DE LA MAQUINA HERRAMIENTAa. Elementos de Sujecin de la Pieza a Trabajar:5.1.1 Importancia de la sujecin de la pieza a taladrar:Los elementos de sujecin colocan a la pieza en la posicin requerida para el trabajo. Ellos transmiten la fuerza de reaccin a las fuerzas de sujecin sobre la pieza y la mantienen fija.Fuerzas que actan durante el maquinado no deben correr o expulsar a la pieza del elemento de sujecin. La pieza no debe cambiar su posicin ante el efecto de las fuerzas de desprendimiento ya que el maquinado sera inexacto. Adems se origina un peligro de accidente y la herramienta se daa o destruye.La sujecin y liberacin de las piezas no deben requerir mucho tiempo, ya que este es improductivo.

5.1.2 Sujecin manual para piezas pequeas:Pequeas piezas, para las cuales solamente actan pequeas fuerzas durante su maquinado, se sujetan manualmente. Para ello se utilizan: Tenazas Torno de sujecin.

Fig. 5.1. 1 Pieza, 2 Soporte, 3 Elemento de sujecin, 4 Superficie sobre la cual acta el elemento de sujecin, 5 Pieza sujetada en forma muy corta.Los elementos de sujecin deben de actuar sobre la pieza en una suficiente superficie de ataque de lo contrario las fuerzas de maquinado no son transmitidas completamente de la pieza al medio de sujecin y sta se suelta; puede lesionar al operador y daar la herramienta e incluso destruirla. El uso de un tope sobre el cual descanse la pieza es ventajoso.5.1.3 Sujecin en la mesa de TrabajoPiezas con superficies de apoyo planas pueden ser sujetadas con ayuda de mordazas de rosca directamente a la mesa. La mesa est diseada en tal forma que puede tomar tornillos de sujecin. La cabeza de los tornillos de sujecin se introduce en las ranuras-T de la mesa.

Fig. 5.2. Configuracin de la mesa para la sujecin de la pieza: 1 Pieza, 2 Ranura-T, 3 Tornillo de sujecin con cabeza para insertar en las ranuras-T.

Fig. 5.3.Limpiador para la Pieza: 1 Pieza, 2 Limitador, 3 Direccin de las fuerzas de maquinado, 4 Mesa de la mquina.En las ranuras-T se acumulan virutas (figura 4.3). Estas se bloquean entre la cabeza de los tornillos y las ranuras, de tal forma que los tornillos de tensin no aprietan bien. Esto origina el peligro de que la pieza se suelte.Por ello se debe limpiar las ranuras-T Las virutas impiden un tensado seguro. Se origina un peligro de accidentes. La pieza y la herramienta pueden ser daadas e incluso destruidas.

Fig. 5.4. Virutas en las ranuras-T impiden una sujecin firme: 1 Mesa, 2 Tornillo de sujecin, 3 Viruta bloqueadas entre la ranura y la cabeza del tornillo5.1.4 Mordazas de Rosca:Las mordazas de rosca se utilizan cuando una pieza esta diseada en tal forma que no es posible fijarla directamente a la mesa por medio de tornillos tensores. Una parte de la mordaza se apoya sobre la pieza y la otra sobre la base de tensado. La base de tensado debe tener una altura correspondiente a la de la pieza en el lugar donde se apoya la mordaza. Algunos soportes de tensin son escalonados, teniendo una utilizacin ventajosa.

Fig. 5.5. Algunos tipos de mordazas de rosca: 1 plana, 2 forma U, 3 forma de horquilla, 4 doblados angularmente en un lado, 5 doblado angularmente en ambos lados.Las mordazas de rosca se colocan apropiadamente de tal forma que el brazo mayor de palanca de apoye sobre el soporte de tensin y el brazo menor sobre la pieza. Aqu se utiliza en forma ventajosa el efecto de palanca para sujetar la pieza.

Fig. 5.6.Soporte de sujecin con escalones: 1 Mordaza de rosca, 2 Pieza, 3 Soporte de sujecinS se utilizan varias mordazas de rosca, se deben apretar los tornillos de tensin en forma uniforme. Desuniformidades en el tensado de los tornillos puede originar un ladeado de la pieza. La sujecin no es adecuada y el maquinado es defectuoso. Favorable DesfavorableRelacin de Palanca

Fig. 5.7.Efecto de palanca en las mordazas de rosca: 1 Mordaza de rosca, 2 Pieza, 3 Soporte de sujecin, 4 Brazo de carga, 5 Brazo de fuerzaDurante la utilizacin de mordazas de rosca se debe tener en cuenta: Todos los tornillos de tensin deben apretarse uniformemente. Los soportes de tensin de deben disponer en tal forme de que las mordazas se encuentren paralelas a la mesa. Utilizar el efecto de palanca de las mordazas de rosca.La mordaza de rosca se encuentra paralela a la mesa, la pieza se sujeta en forma segura:

La mordaza de rosca se encuentra inclinada respecto a la mesa, la pieza no se sujeta en forma segura:

Fig. 5.8.Consideraciones en la utilizacin de la mordaza.5.1.5 Sujecin con Tornillos:La funcin de un tornillo de mquina se asemeja a la de un tornillo de banco. Con ayuda de un rbol roscado (3) se aprisionan una a otra la mordaza fija (2) y la mordaza mvil (4).La mordaza mvil se desliza sobre las superficies de deslizamiento del montante bsico (1). l est unido con una tuerca (5), la cual engrana en el husillo roscado.El husillo roscado se gira por medio de una manivela (6). La manivela aumenta el efecto de palanca de la fuerza muscular del hombre; ella transmite apenas tanta fuerza como es necesaria para fijar la pieza a trabajar. Una manivela aumentada elevarla en tal forma la fuerza, que el tornillo de la mquina serla destruido la pieza sera deformada.

Fig. 5.9. Tornillo mecnico: 1 Montante bsico; 2 Mordaza fija; 3 rbol roscado; 4 Mordaza mvil; 5 Tuerca; 6 Manivela.No alargar las manivelas para tornillo de la mquina ya que se originan daos en las piezas a trabajar en el elemento de sujecin.

Fig. 5.10.Transmisin de fuerza en la manivela del tornillo mecnico: 1 Palanca en la manivela, 2 Direccin de la fuerza manuala manivela de longitud apropiada manivela demasiado larga

Para trabajos con dimetros pequeos se puede fijar manualmente el tornillo de la maquina; para trabajos con dimetros mayores se deben fijar a la mesa por medio de tornillos de tensin.b. Dispositivos de Sujecin o Tensado:Dispositivos de sujecin sirven para finalidades especiales, por ello son construidos en muy diversas formas. Ellos son utilizables para: Para piezas, las cuales en base a su forma, pueden slo desventajosamente fijarse por medio de las mordazas roscadas o en el tornillo de la mquina. Para la produccin en serie, cuando la misma pieza se produce en gran nmero y es necesaria una frecuente sujecin en la misma posicin. Para piezas, de las cuales se sujetan simultneamente varias. Cuando la herramienta, por ejemplo una broca se debe guiar en forma especial.

a) Dispositivo de sujecin, el cual sujeta la pieza

b) Dispositivo de sujecin el cual sujeta la pieza y gua la herramienta

c) Dispositivo de sujecin para varias piezas igualesFig. 5.11. Dispositivos de sujecin para trabajos en taladradoras

VI. ACCESORIOS DE LA MAQUINA PARA OTROS USOS EN OTROS PROCESOS:Las taladradoras utilizan como accesorios principales: Portabrocas. Pinzas de fijacin de brocas. Utillajes para posicionar y sujetar las piezas. Plantilla con casquillos para la gua de las brocas. Granete Mordazas de sujecin de piezas Elementos robotizados para la alimentacin de piezas y transfer de piezas. Afiladora de brocasa. El portabrocas:El portabrocas es el dispositivo que se utiliza para fijar la broca en la taladradora cuando las brocas tienen el mango cilndrico. El portabrocas va fijado a la mquina con un mango de cono Morse segn sea el tamao del portabrocas.Los portabrocas se abren y cierran de forma manual, aunque hay algunos que llevan un pequeo dispositivo para poder ser apretados con una llave especial. Los portabrocas ms comunes pueden sujetar brocas de hasta 13 mm de dimetro. Las brocas de dimetro superior llevan un mango de cono morse y se sujetan directamente a la taladradora.

Fig. 6.1.Portabrocasb. Pinzas de apriete cnicas:Cuando se utilizan cabezales multihusillos o brocas de gran produccin se utilizan en vez de portabrocas, cuyo apriete es dbil, pinzas cnicas atornilladas que ocupan menos espacio y dan un apriete ms rgido a la herramienta.

Fig. 6.2. Pinzas cnicas portaherramientasc. Granete:Se denomina granete a una herramienta manual que tiene forma de puntero de acero templado afilado en un extremo con una punta de 60 aproximadamente que se utiliza para marcar el lugar exacto que se ha trazado previamente en una pieza donde haya que hacerse un agujero, cuando no se dispone de una plantilla adecuada.

Fig. 6.3. Graneted. Plantillas de Taladro:Cuando se mecanizan piezas en serie, no se procede a marcar los agujeros con granetes sino que se fabrican unas plantillas que se incorporan al sistema de fijacin de la pieza debidamente referenciada. Las plantillas llevan incorporado unos casquillos guas para que la broca pueda encarar los agujeros de forma exacta sin que se produzcan desviaciones de la punta de la broca. En operaciones que llevan incorporado un escariado o un roscado posterior los casquillos guas son removibles y se cambian cuando se procede a escariar o roscar el agujero.

Fig. 6.4. Plantilla taladrar conexin paraleloe. Afiladora de BrocasEn las industrias metalrgicas que realizan muchos taladros, se dispone de mquinas especiales de afilado para afilar las brocas cuando el filo de corte se ha deteriorado. El afilado se puede realizar en una amoladora que tenga la piedra con grano fino pero la calidad de este afilado manual suele ser muy deficiente porque hay que ser bastante experto para conseguir los ngulos de corte adecuados. La mejor opcin es disponer de afiladoras de brocas.Para el afilamiento de brocas se necesita conocer ciertos detalles tcnicos:El afilado de las brocas es de gran importancia para asegurar un trabajo correcto.El ngulo de la punta debe ser normalmente de 118, sin embargo para el taladrado de materiales muy duros se debe hacer ms obtuso y para materiales blandos ms agudo.Segn el material que se trabaje y el tipo de orificio que vaya a realizarse, se utilizar una u otra broca. Existen en el mercado infinidad de variedades, segn su aplicacin en metales, hormign o madera.

Fig. 6.5. Comprobacin de ngulos de los filosA continuacin se detallan el ngulo de afilado para los distintos materiales:

VII. PROCESO DE TALADRADOEl proceso de taladrado implica todo el conjunto de operaciones necesarias para lograr un taladrado. Entre el proceso tenemos:1. Trazado:El objetivo es dejar una huella en el material de tal forma que la broca no resbale desvindose del objetivo.La broca ataca primeramente en el centro del agujero al empezar a taladrar y por esta razn se indica siempre la posicin de un taladro por medio de su centro que se seala valindonos de dos ejes cuya interseccin se marca con un granete.Fig. 7.1 Trazado

En el caso de un gran nmero de piezas iguales que vayan a proveerse de los mismos taladros, se utilizan plantillas para el trazado.2. Eleccin de la broca:Es un proceso importante, dado que es uno de los factores de lo cual depende la economa del mecanizado.Para su eleccin se considera el tamao del agujero a taladrar, material en que se trabaja y el afilado de la broca. El tamao del agujero: es decisivo para fijar el dimetro de la broca. Toda broca da lugar a un taladro de dimetro algo mayor al de la broca porque las fajas arrancan algo de material de las paredes del agujero. El material de la pieza a taladrar: determina el ngulo de ataque o desprendimiento de viruta y el de la punta. A los distintos materiales que trabajan les corresponden determinados tipos de herramientas.3. Sujecin de la broca:La sujecin de la broca se da de diversas maneras y estas dependen del tipo de mango de la broca y su tamao.El mango cilndrico de las brocas pequeas se sujeta en un mandril de tres mordazas o en un mandril de cambio rpido mientras est funcionando y cuando hay cambios frecuentes de broca.

a) b) Fig. 7.2 a) Sujecin con eje cnico, b) Mandril de tres mordazasPara brocas pequeas se utilizan adems casquillos suplementarios. Las brocas ms grandes encajan por su mango cnico en el husillo del taladro y se retiran con una chaveta cnica.4. Sujecin de la pieza:Las piezas a mecanizar deben sujetarse para que no las arrastre el giro de la broca. El centro, marcado con granete, del agujero que se quiera taladrar, tiene que hallarse exactamente debajo de la punta de la roca. No se puede conseguir un taladrado vertical si no se parte de un apoyo horizontal y bueno de la pieza. Cuando se practican agujeros pasantes la mesa puede verse deteriorada, por ende la broca debe coincidir con un agujero o lumbrera que lleva la mesa. Otra alternativa es colocar un trozo de madera o piezas paralelepipdicas de igual altura, de modo que dejen en si el hueco necesario para alojar la punta de la broca.Al taladrar se generan momentos de giro que tienen tendencia a hacer girar la pieza. Estos esfuerzos se hacen especialmente sensibles cuando la punta sale del taladro. En el taladrado de orificios pasantes los filos principales de la broca se agarran al final del recorrido en el material de forma que aparecen grandes esfuerzos giratorios sobre la pieza que se perfora. La pieza debe estas asegurada en contra de este giro.Si son piezas cortas se sujetan en un tornillo porta piezas o entenallas.Piezas medianas se sujetan con ayuda de caballetes escalonados, garras y tornillos de sujecin fijados en las ranuras de la sobremesa.Si se trata de piezas an ms grandes su propio peso las mantiene fijas.Si se trata de piezas cilndricas se usa prismas de taladrar.

a) b)

c)d)Fig. 7.3a) Sujecin de piezas pequeas con una entenalla, b) sujecin de piezas largas, c) sujecin en el tornillo de la maquinas, d) sujecin en el prisma

5. Taladrado:Una vez que la pieza ha sido trazada, marcada, fijada y se ha elegido correctamente la broca se puede proceder al taladrado.En el taladrado la broca acta como una herramienta de mltiples filos. Como el filo transversal acta en la direccin del avance, la broca tiene tres filos principales.Mediante el avance de la broca en la direccin de su eje se introducen los filos principales en el material y arrancan viruta. Se distingue entre movimiento de corte y movimiento de avance.Si el dimetro del agujero a realizar es muy grande, la parte de taladrado se puede dar en etapas, haciendo agujeros previos de menor dimetro e ir aumentndolos progresivamente hasta llegar al dimetro solicitado. Esto a fin de reducir los momentos generados y reducir el desgaste de la broca. Este proceso lgicamente conlleva un aumento del tiempo de mecanizado.

6. Medicin:En este paso se confirma la precisin del taladrado. La medicin del tamao del taladrado puede darse con un vernier a travs del uso de sus puntas o en su defecto con las patas del mismo. La medicin de la posicin del agujero se mide tomando como base las aristas respecto a las cuales se hizo el trazado.7. Otros procesos adicionales:A. Avellanado:Es un taladrado con una herramienta de dos o ms filos llamada avellanador. Se emplea para desbarbar orificios con cantos vivos, avellanado de perfiles, para ensanchar orificios provenientes de fundicin o previamente taladrados y dejarlos a la medida real, para el avellanado profundo de rebajes cilndricos y para el avellanado plano de superficies planas. Los avellanadores se fabrican de acero rpido.Eleccin del avellanado Avellanadores cnicos: se fabrican con dimetros de 8 a 80 mm. Con un ngulo de 60 se emplean para desbarbar, de 75 para alojar cabezas de los roblones, de 90 para alojar cabezas cnicas de tornillos y de 120 para recalcar cabezas de roblones. Avellanadores helicoidales: se emplean para ensanchar taladros. Por su forma son muy similares a las brocas helicoidales pero tienen tres o cuatro ranuras de recogida de viruta en lugar de dos. El guiado en el orificio es mejor que el de la broca dejando un orificio liso. Avellanadores planos: se emplean para el avellanado de superficies salientes y no lisas de piezas de fundicin. Producen superficies planas para el asiento de cabezas planas de tornillo y tuercas. Avellanadores de espiga: Se emplea para el avellanado profundo de superficies planas y para el asiento de cabezas de tornillos cilndricos.

a) b)

c)d)Fig. 7.4 a) Avellanador de espiga, b) Avellanador plano, c) Avellanador cnico, d) Avellanador helicoidal

B. Escariado: El escariado con escariadores mecnicos sirve para mecanizar orificios cilndricos. Con el escariado se consigue un mejor acabado de la superficie y un dimetro exacto. Por regla general corresponde a la clase de tolerancia H7. Los escariadores de hacen por lo general de acero rpidos (SS)

Fig. 7.5 Escariadores mecnicos

VIII. ECONOMA DEL PROCESO DEL TALADRADOA. Velocidad de corte y avance:Como base de la economa se requiere un alto rendimiento de mecanizado. Se entiende por rendimiento de mecanizado el volumen de viruta arrancado de la pieza a mecanizar en un minuto. La velocidad de corte v, expresada en m/min, es el trayecto en metros recorrido por el bisel de la broca en un minuto.El avance s, expresado en mm, es la medida de la penetracin de la broca en el material de la pieza en una vuelta.Un aumento de la velocidad de corte significa, para una broca determinada, un aumento de la velocidad de giro n (en r.p.m.) y con ello un aumento de la profundidad de penetracin en cada periodo de tiempo y como consecuencia del rendimiento de mecanizado.Con un aumento de la fuerza de avance aumenta este y con ello igualmente la profundidad de penetracin y el rendimiento del mecanizado.Una velocidad de corte y una fuerza de avance mayores suponen un calentamiento y un desgaste del filo de la herramienta tambin mayores. La velocidad de corte ms econmica depende del material de la pieza, de la refrigeracin y de la duracin de la broca bajo condiciones de corte en caliente.La velocidad de corte viene dada en tablas para cada material y se expresa en la siguiente relacin:

IX. NORMAS DE SEGURIDAD PARA EL PROCESO DE TALADRADO Asegurar las piezas contra el giro. No separar las virutas con las manos ni soplarlas. Emplear tenazas o brocas. No trabajar con los cabellos sueltos y colgantes y mangas o chalecos sueltos, ya que pueden ser enganchados por el husillo porttil. Al taladrar fijarse bien en el trazado, si la broca se desva volver a granetear el centro del taladro. Durante el proceso del taladrado observar la pieza y la broca. No taladrar superficies inclinadas. De ser necesario utilizar casquillos.

Fig. 9.1 Taladrado con casquillo Cuando se taladren agujeros profundos hay que extraer la broca frecuentemente del taladro para eliminar las virutas a fin de evitar el atascamiento de la viruta. Si se da el caso de que se quedasen atoradas en las ranuras de la broca, al aumentar el rozamiento esto podra quebrar la broca.

Fig. 9.2 Estancamiento de viruta Al empezar a salir la broca por el otro extremo del agujero pasante hay que disminuir la velocidad de avance.

X. HERRAMIENTAS ESTANDARIZADAS1. BROCA: Es una pieza metlica de corte que se utiliza para crear orificios en diferentes materiales. Tipos de brocasA. Segn su tamao: Extracortas Cortas Normales Largas ExtralargasB. Segn su uso: Brocas de punta: Tienen un limitado rendimiento al igual que su capacidad de descargar la viruta. Se emplean para desbastes de agujeros largos y grandes. Brocas Helicoidales: Debido a su forma estas brocas presentan dificultades en su construccin importantes. Las brocas helicoidales deben dar los siguientes resultados. Producir agujeros de precisin y rectos. Penetrar fcilmente el material con el mnimo gaste energa. Descargar fcilmente la viruta a lo largo de las ranuras helicoidales. Mxima duracin del filo cortante, y por tanto, mnimo desgaste de la broca.

Brocas para agujeros profundos: se usa cuando se requieren hacer agujeros profundos de 10 a 100 veces el dimetro. Presentan algunos inconvenientes: Tendencia al pandeo debido a la fuerza de penetracin. Retiro frecuente de la broca para descarga de viruta. Desviacin debido a la despulla de los dorsos de las ranuras que no pueden guiar perfectamente a la viruta.

Brocas con conductos para el refrigerante.

C. Segn su material: De acero: econmicas y funcionales para agujeros en maderas blandas. Con maderas duras pierden el filo. De aceros rpidos (HSS): ms duras y resistencias que las de acero al carbono. Con capa de titanio: algo ms caras que las HSS, pero su capa de titanio las hace ms resistentes y duraderas. Con puta de carburo: ms caras y con mayor resistencia que el resto. De cobalto: extremadamente resistentes y disipan el calor con gran rapidez. Son las ms utilizadas para hacer agujeros en acero inoxidable y otros metales.D. Segn DIN: se distinguen los siguientes tipos: Herramientas tipo N (normal) para hacerlos normales de mquinas, fundicin gris blanda, metales no frreos de dureza media. Herramientas tipo H (hard duro) para materiales especialmente duros y tenaces. Herramientas tipo W (weich blando) para materiales blandos y tenaces.

Las brocas a partir del dimetro 2mm, presentan la siguiente inscripcin: Dimetro, material, fabricante. Por ejemplo: para una broca espiral con mago cnico de dimetro 15mm, tipo N (fabricacin corriente) de acero rpido SS su inscripcin sera 15 N DIN 345 SSAlgunas normas de empleo de herramientas N, H, W se muestran en la siguiente grfica:

As mismo, cada broca por norma DIN, dependiendo del material a trabajar, la velocidad de corte y su dimetro debe trabajar con un refrigerante adecuado, como se muestra en la siguiente grfica:

2. MANGOS CNICOS (MORSE) : El cono morse usado para la unin de las brocas o el chuck porta brocas estn normalizadas. Es un acoplamiento cnicomuy habitual en muchas mquinas herramienta, especialmente en Tornos y en Taladros. Estos mangos con cono morse lo llevan tanto los chuck porta brocas como las brocas de 15 mm de dimetro a ms. Las brocas menores de 15 mm de dimetro usan un mango cilndrico. Como estn normalizados en nmeros del 0 al 7. TenemosCONO MORSE NDIAMETRO DE BROCA(mm)

10-15

215-23

323.-32

432-50

550-80

680-100

7100 a ms

3. CHUCK PORTA BROCAS: debido a que los mandos son de diversos tamaos, sea cual sea el dimetro de la broca. Sabiendo que el mango y el dimetro nominal del cono es el mismo dimetro que el de la broca, hay distintos tamaos de chuck, as como adaptadores para ellos.

XI. GEOMETRIA DE LA HERRAMEINTA DE CORTE Y FORMACION DE VIRUTA

Fig. 11.1 Geometra de una brocaa. Longitud total de la broca. Existen brocas normales, largas y sper-largas. b. Longitud de corte. Es la profundidad mxima que se puede taladrar con una broca y viene definida por la longitud de la parte helicoidal. c. Dimetro de corte. Es el dimetro del orificio obtenido con la broca. Existen dimetros normalizados y tambin se pueden fabricar brocas con dimetros especiales. d. Dimetro y forma del mango. El mango es cilndrico para dimetros inferiores a 13 mm, que es la capacidad de fijacin de un portabrocas normal. Para dimetros superiores, el mango es cnico (tipo Morse). e. ngulo de corte. El ngulo de corte normal en una broca es el de 118. Tambin se puede utilizar el de 135, quiz menos conocido pero, quizs, ms eficiente al emplear un ngulo obtuso ms amplio para el corte de los materiales. f. Nmero de labios o flautas. La cantidad ms comn de labios (tambin llamados flautas) es dos y despus cuatro, aunque hay brocas de tres flautas o brocas de una (sola y derecha), por ejemplo en el caso del taladrado de escopeta. g. Profundidad de los labios. Tambin importante pues afecta a la fortaleza de la broca.h. ngulo de la hlice. Es variable de unas brocas a otras dependiendo del material que se trate de taladrar. Tiene como objetivo facilitar la evacuacin de la viruta.Partes de una Broca: Se divide en mango y parte cortante.Parte cortante:Suele disponerse de varios dientes(Es muy comn que haya 2) en cada uno de ellos: Filo Principal Filo Secundario Superficie de incidencia Superficie de desprendimiento Filo transversal

Fig. 11.2 Parte cortante de una brocangulos de los Filos de una Broca:Se pueden definir: ngulo de posicin de filo principal (r) ngulo de desprendimiento () ngulo de incidencia ()

Fig. 11.3 ngulos de los filos de una broca

Formacin de Viruta en el Taladrado:La norma ISO define los tipos de virutaEvacuacin de la Viruta Al ser extrada la viruta esta recibe un empuje por medio de las ranuras helicoidales que se divide en 2 componentes: normal y tangencial Por esta razn debe reducirse al mnimo el coeficiente de rozamiento entre la viruta y la herramienta. Superficies bien pulidas adems de una componente tangencial con un valor suficientemente alto para poder expulsar la viruta. Para materiales dctiles con viruta continua es importante tener pasos de hlices menores

Fig.11.4 Tipos de viruta segn la norma ISO

XII. PARAMETROS Y CALCULOS PARA UN PROCESO DE TALADRADO:1. Seleccin de Broca:a) Por su material:Las brocas pueden ser de acero rpido (HSS) o acero al carbono, pero estas no se utilizan mucho en la industria. Las brocas de carburo cementado de una pieza se fabrican en tamaos pequeos, son costosas y se rompen con facilidad. Las brocas con punta (insertos) de carburo se usan cada vez ms, pues se pueden girar al doble de velocidad que las de acero de alta velocidad y son adecuadas en especial para hierro fundido y materiales abrasivos. Acero: Son baratas y funcionan para taladrar madera blanda (en madera dura pierden rpidamente el filo). Acero para alta velocidad (HSS): Son ms duras y se mantienen afiladas por ms tiempo. Revestidas de titanio: El revestimiento es ms resistente y se mantienen afiladas por ms tiempo que las HSS y las de acero. Punta de Carburo: Son ms costosas pero ms eficientes y durables. Cobalto: Extremadamente duras y disipan el calor rpidamente, utilizadas para perforar acero inoxidable y otros metales.b) Por su geometra:En los materiales blandos, a veces se usa brocas con acanaladuras rectas, pero si los agujeros son profundos se tendrn mejores resultados con brocas helicoidales con ngulo de hlice grande. En la siguiente tabla se muestran las recomendaciones generales para la geometra de las brocas adecuadas para diversos materiales de pieza. Estos ngulos se basan en la experiencia en operaciones de taladrado, y tienen por objeto producir orificios exactos, minimizar fuerzas y el par de torsin o torque, asi como optimizar la vida de la broca.

Tabla 01. Recomendaciones generales para dimensiones de brocas helicoidales de alta velocidad

2. Velocidad de Corte:Se define como velocidad de corte lavelocidad lineal con la que se mueve un puntode la periferia de la broca u otra herramienta que seutilice en la taladradora (Escariador,macho de roscar, etc.). La velocidad de corte, que se expresa en metros por minuto (m/min), tiene que ser elegida antes de iniciar el mecanizado y su valor adecuado depende de muchos factores, especialmente de la calidad y tipo de broca que se utilice, de la dureza y la maquinabilidad que tenga el material que se mecanice y de la velocidad de avance empleada. Las limitaciones principales de la mquina son su gama de velocidades, la potencia de los motores y de la rigidez de la fijacin de la pieza y de la herramienta.A partir de la determinacin de la velocidad de corte se puede determinar las revoluciones por minuto que tendr el husillo portaherramientas segn la siguiente frmula:

Donde:Vc : Velocidad de corteN : Velocidad de rotacin de la herramienta (RPM)d : Dimetro de la herramienta1000 y : Factores de conversin.La velocidad de corte es el factor principal que determina la duracin de la herramienta. Una alta velocidad de corte permite realizar el mecanizado en menos tiempo pero acelera el desgaste de la herramienta. Los fabricantes de herramientas y prontuarios de mecanizado, ofrecen datos orientativos sobre la velocidad de corte adecuada de las herramientas para una duracin determinada de la herramienta, por ejemplo, 15 minutos. En ocasiones, es deseable ajustar la velocidad de corte para una duracin diferente de la herramienta, para lo cual, los valores de la velocidad de corte se multiplican por un factor de correccin. La relacin entre este factor de correccin y la duracin de la herramienta en operacin de corte no eslineal.

La velocidad de corte excesiva puede dar lugar a: Desgaste muy rpido del filo de corte de la herramienta. Deformacin plstica del filo de corte con prdida de tolerancia del mecanizado. Calidad del mecanizado deficiente.

La velocidad de corte demasiado baja puede dar lugar a: Formacin de filo de aportacin en la herramienta. Efecto negativo sobre la evacuacin de viruta. Baja productividad. Coste elevado del mecanizado.

3. Numero de Revoluciones:Lavelocidad de rotacindel husillo portabrocas se expresa habitualmente enrevoluciones por minuto(RPM). En las taladradoras convencionales hay una gama limitada de velocidades, que dependen de la velocidad de giro del motor principal y del nmero de velocidades de lacaja de cambiosde la mquina. En las taladradoras de control numrico, esta velocidad es controlada con un sistema derealimentacinque habitualmente utiliza unvariador de frecuenciay puede seleccionarse una velocidad cualquiera dentro de un rango de velocidades, hasta una velocidad mxima.La velocidad de rotacin de la herramienta es directamente proporcional a la velocidad de corte y al dimetro de la herramienta.

4. Velocidad de avance: El avance o velocidad de avance en el taladrado es la velocidad relativa entre la pieza y la herramienta, es decir, la velocidad con la que progresa el corte. El avance de la herramienta de corte es un factor muy importante en el proceso de taladrado.Cada broca puede cortar adecuadamente en un rango de velocidades de avance por cada revolucin de la herramienta, denominadoavance por revolucin(f). Este rango depende fundamentalmente dimetro de la broca, de la profundidad del agujero, adems del tipo de material de la pieza y de la calidad de la broca. Este rango de velocidades se determina experimentalmente y se encuentra en los catlogos de los fabricantes de brocas. Adems esta velocidad est limitada por las rigideces de las sujeciones de la pieza y de la herramienta y por la potencia del motor de avance de la mquina. El grosor mximo de viruta en mm es el indicador de limitacin ms importante para una broca. El filo de corte de las herramientas se prueba para que tenga un valor determinado entre un mnimo y un mximo de grosor de la viruta.La velocidad de avance est dada por la ecuacin:

Donde:Vf: Velocidad de avance [mm/min]F: Avance [mm/rev]N: Velocidad de rotacin de la herramienta

Efectos de la velocidad de avance Decisiva para la formacin de viruta Afecta al consumo de potencia Contribuye a la tensin mecnica y trmica

La elevada velocidad de avance da lugar a: Buen control de viruta Menor tiempo de corte Menor desgaste de la herramienta Riesgo ms alto de rotura de la herramienta Elevada rugosidad superficial del mecanizado.

La velocidad de avance baja da lugar a: Viruta ms larga Mejora de la calidad del mecanizado Desgaste acelerado de la herramienta Mayor duracin del tiempo de mecanizado Mayor coste del mecanizadoComo ya se ha mencionado antes, los valores de estos parmetros son elegidos antes de iniciar el mecanizado, esto se debe a que dependen de varios factores y se pueden encontrar fcilmente de distintas tablas, como por ejemplo:

Tabla 02. Velocidad de corte recomendada para taladrar diversos materiales con brocas helicoidales

Tabla 03. Avances de taladro para brocas helicoidales expresados en milmetros por revolucin

Tabla 04. Numero de revoluciones por minuto que han de llevar las brocas segn el material y el dimetro para trabajos ordinarios.

EJEMPLO PRCTICO:Se trata de practicar un agujero con una broca de acero al carbono de 14mm de dimetro en aluminio. Determine el nmero de revoluciones de la broca.Solucin:De la tabla de velocidades de corte para aluminio y broca de acero al carbono, tomamos una velocidad de 15m/minDe la frmula de revoluciones por minuto:

Reemplazamos datos:

La cual coincide prcticamente con el valor de la tabla de revoluciones (340RPM)5. Fuerza de Corte:La fuerza de corte (Fc) es un parmetro necesario a tener en cuenta para evitar roturas y deformaciones en la herramienta y en la pieza; y para poder calcular la potencia necesaria para efectuar un determinado mecanizado. Este parmetro est en funcin del avance de la herramienta, de la velocidad de corte, de la maquinabilidad del material, de la dureza del material, de las caractersticas de la herramienta y del espesor medio de la viruta.

Donde:FC: Fuerza de corteK: Coeficiente de fuerza especifica de corte [N/mm2]SC: Seccin de viruta [mm2]

Tabla 05. Valores de la fuerza especifica de corte para distintos materiales, siendo e=0.2 mm y el ngulo de desprendimiento C=-7

6. Potencia de Corte:La potencia de corte () necesaria para efectuar un determinado mecanizado se calcula a partir del valor del velocidad de corte, la fuerza especfica de corte y del rendimiento que tenga la mquina.Esta fuerza especfica de corte, es una constante que se determina por el tipo de material que se est mecanizando, geometra de la herramienta, espesor de viruta, etc. como se ha mencionado anteriormente.

Donde:PC: Potencia de corteVc: Velocidad de corte en [m/min]K: Coeficiente de fuerza especifica de corte [N/mm2]fz: Avance por diente [mm/diente]z: Diente por revolucin [diente/rev]D: Dimetro de la broca [mm]: Eficiencia de la maquina.

7. Calculo del tiempo til principal y del tiempo disponible para taladrar: a) Clculo del tiempo til principal al taladrarEl tiempo til principal (Tp) es el tiempo de funcionamiento de la mquina, es decir el tiempo durante el cual el filo de la broca arranca virutas. Est definido de la siguiente manera:

Segn la imagen, definimos:

l: Profundidad del agujeroL: Carrera de trabajo de broca = Profundidad de agujero + Punta de brocaL= l + 0.3dD: Dimetro de la broca [mm]n: Velocidad de rotacin de la broca [RPM]f: Avance de la broca [mm/rev]

Reemplazando estos datos en la frmula:

b) Clculo del tiempo disponible para taladrarEs el tiempo que se da el obrero para realizar el trabajo, est compuesto de tiempos parciales:

Tiempo invertido en lectura de plano, preparar la maquina, traer y llevar herramientas, etc. Tiempo til principal Tiempo empleado en sujetar y soltar, en aplicar el filo, en medir y afilar la herramienta, etc. Tiempo empleado en engrasar mquina, etc.Ejemplo prctico:Supongamos que se hayan de taladrad en las bridas de la figura los agujeros para los tornillos y queremos determinar el tiempo disponible en el caso de que las bridas nos vengan ya marcadas con granete.Datos:

Solucin:El tiempo til principal:

Las RPM se obtuvieron de la grfica de velocidades de corte para una taladradora.

El tiempo disponible: Nos queda:

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