unidad 03 maquinas herramientas

7/24/2019 Unidad 03 Maquinas Herramientas

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ndice

Clasificacin de las maquinas herramientas................................................................... 1

Formacin y tipos de viruta. .............................................................................................. 2

Viruta Discontinua. ............................................................................................................ 2

Viruta Continua. ................................................................................................................ 2

Viruta Continua con Borde Acumulado. ............................................................................ 3

La viruta de elementos (viruta de cortadura). .................................................................... 3

La viruta escalonada. ........................................................................................................ 4

La viruta fluida contina. ................................................................................................... 4

La viruta fraccionada. ........................................................................................................ 4

Tipos de mquinas y herramientas. .................................................................................. 5

Taladrado. ......................................................................................................................... 5

Cepillado y lijado ............................................................................................................... 7

Torno................................................................................................................................. 8

Fresado. .......................................................................................................................... 11

Rectificado. ..................................................................................................................... 15

Limadora o perfiladora. ................................................................................................... 16

Sierras. ............................................................................................................................ 16Prensas. ......................................................................................................................... 16

Especiales. .................................................................................................................... 16


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Clasificacin de las maquinas herramientas.

En general se entiende por mquina a un artilugio para aprovechar, dirigir y regular la accin

de una fuerza y se aplica la definicin de herramienta a aquellos instrumentos que pone en

movimiento la mano del hombre.

Las Mquinas Herramientas se las puede definir como mquinas estacionarias que se utiliza

para dar forma o modelar materiales slidos, en especial a los materiales metlicos. Elmodelado se consigue por arranque de viruta, corte, eliminando parte del material de la

pieza, estampndola con una forma determinada o electroerosion. Son la base de la

industria moderna y se utilizan directa o indirectamente para fabricar piezas de mquinas y

herramientas.

El trmino mquina herramienta se suele reservar para herramientas que utilizan una fuente

de energa distinta del movimiento humano, pero tambin pueden ser movidas por personas

si se instalan adecuadamente o cuando no hay otra fuente de energa. Muchos historiadores

de la tecnologa consideran que las autnticas mquinas herramienta nacieron cuando se

elimin la actuacin directa del hombre en el proceso de dar forma o troquelar los distintostipos de herramientas. Por ejemplo, se considera que el primer torno que se puede

considerar mquina herramienta fue el inventado alrededor de 1751 por Jacques de

Vaucanson, puesto que fue el primero que incorpor el instrumento de corte en una cabeza

ajustable mecnicamente, quitndolo de las manos del operario.

Estas mquinas pueden clasificarse en tres categoras: mquinas desbastadoras

convencionales, prensas y mquinas herramientas especiales. Las mquinas

desbastadoras convencionales dan forma a la pieza cortando la parte no deseada del

material y produciendo virutas. Las prensas utilizan diversos mtodos de modelado, como

cizallamiento, prensado o estirado. Las mquinas herramientas especiales utilizan laenerga luminosa, elctrica, qumica o sonora, gases a altas temperaturas y haces de

partculas de alta energa para dar forma a materiales especiales y aleaciones utilizadas en

la tecnologa moderna.

Para entender el maquinado se lo podra definir como un proceso de manufactura en el cual

se usa una herramienta de corte, para remover el exceso de material de una parte de

trabajo, de manera tal que, el material sobrante es la forma deseada. En el maquinado la

caracterstica, de mayor relevancia es la formacin de viruta, gracias al corte el cual genera

una deformacin cortante sobre el material de trabajo; al removerse la viruta queda expuesta

una nueva superficie. El maquinado se aplica generalmente a los metales aunque tambin

es frecuentemente en los polmeros sintticos.

Por la forma de trabajar las mquinas herramientas se pueden clasificar en tres tipos:

Arranque de viruta: Que dan forma a la pieza por arranque de viruta.

Prensas: Que dan forma a las piezas mediante el corte, el prensado o el estirado.


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Especiales: Que dan forma a la pieza mediante tcnicas diferentes, como por

ejemplo, lser, electroerosin, ultrasonido, plasma, etc.

Formacin y tipos de viruta.

El materia que se desprende de una pieza cuando sta se somete a un proceso de

maquinado se le conoce como viruta, las operaciones de maquinado realizadas por tornos,

fresadoras o maquinas similares producen un desprendimiento de viruta, esta viruta es

bsicamente de tres tipo.

Una viruta es un fragmento de material residual con forma de lmina curvada o espiral que

es extrado mediante un cepillo u otras herramientas.

Tipos de viruta

Viruta Discontinua.

Este tipo de viruta se presenta cuando se maquinan materiales frgiles, e incluso cuando

se cortan materiales dctiles con deficientes condiciones de corte. En el momento de cortar

un material se presenta una cierta comprensin por parte del elemento de corte sobre la

superficie que se est maquinando, es en ste momento en donde la viruta se empieza a

desplazar a lo largo de la intercara viruta-herramienta comprimindose hasta un punto en

donde se presenta una fractura y se separa de la porcin de pieza que est an sin maquinar

con el ngulo de el plano de corte, existen 5 factores importantes por los cuales puedenproducir viruta de este tipo y son:

Material de trabajo frgil.

Un ngulo de ataque pequeo en la herramienta de corte.

Cuando se hace un avance burdo o grueso.

Baja velocidad de corte.

Vibracin excesiva de la mquina.

Viruta Continua.En esta clase de viruta no se presenta ningn tipo de fracturas, por el contrario, al maquinar

una pieza se produce una tira continua de viruta que gracias a la ductilidad del material

genera un mejor acabado superficial, para obtener este tipo de viruta generalmente se usa

una herramienta de corte de carburo cementado o con un acero de alta velocidad, adems

de esto, se modifica el ngulo de inclinacin del elemente cortante y se utilizan fluidos de

corte con el momento del maquinado, logrando una capa brillante en la parte posterior de la

viruta que indica la poca resistencia al flujo de la misma.


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Las condiciones que favorece la produccin de este tipo de viruta son:

Material dctil de trabajo.

Avances relativamente finos.

Borde bien afilado de la herramienta de corte.

Un gran ngulo de ataque en la herramienta.

Altas velocidades de corte.

Enfriamiento de la herramienta de corte y de la pieza que se est mecanizando

mediante fluidos de corte.

Una mnima resistencia al flujo de viruta mediante:

o Un eficaz pulido en la cara de la herramienta de corte.

o Uso de lquidos de corte para evitar la formacin de borde acumulado.

o Empleo de herramientas de corte, como carburos cementados, que tengan

bajo coeficiente de friccin.

o Materiales de maquinado libre (aleaciones con elementos como plomo, fosforoy azufre).

Viruta Continua con Borde Acumulado.

Para este tipo de viruta cabe resaltar que aparece cuando se trabaja una pieza en

condiciones poco ptimas como por ejemplo mecanizacin de la pieza a baja velocidad con

una herramienta de corte de alta velocidad sin utilizar fluids de corte.

El metal frente a la herramienta de corte es comprimido y forma una viruta, que comienza a

fluir por sobre la cara viruta-herramienta.

Como resultado de la alta temperatura y de la alta resistividad a la friccin contra el flujo de

la viruta se empieza a formar una acumulacin del material sobre los bordes del elemento

de cortante volvindolo inestable; con el tiempo se desprenden estos fragmentos al igual

que la viruta, afectando de esta manera el acabado superficial.

Este tipo de viruta adems de crear asperezas superficiales, tambin acorta la vida til del

elemento cortante.

Tipos de Viruta:

Segn las condiciones del maquinado y del material a trabajar resulta la viruta de varias

formas.

La viruta de elementos (viruta de cortadura).

Se obtiene al trabajar metales duros y pocos dctiles (por ejemplo, acero duro) con bajas

velocidades de corte.


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La viruta escalonada.

Se forma a trabajar aceros de la dureza media, aluminio y sus aleaciones con una velocidad

media de corte. Esta representa una cinta con la superficie lisa por el lado de la cuchilla y

dentada por la parte exterior.

La viruta fluida contina.

Se obtiene al trabajar aceros blandos, cobre, plomo, estao y algunos materiales plsticos

con altas velocidades de corte.

La viruta fraccionada.

Se forma al cortar materiales poco plsticos (hierro colado, bronce) y consta de trocitos

separados.


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Tipos de mquinas y herramientas.

Taladrado.

Taladros, destinados a perforacin, estas mquinas herramientas son, junto con los

tornos, las ms antiguas. En ellas el trabajo se realiza por medio del giro de la

herramienta y la pieza permanece fija por medio de una prensa. El trabajo realizado

normalmente, en los taladros, es hecho por una broca que realiza el agujero

correspondiente. Tambin se pueden realizar otras operaciones con diferentes

herramientas, como avellanar y escariar.

Un tipo especial de taladradora son las punteadoras que trabajan con pequeas muelas

de esmeril u otro material. Son utilizadas para operaciones de gran precisin y sus

velocidades de giro suelen ser muy elevadas.

Es una operacin que tiene por objeto el mecanizado de agujeros, con obtencin de

virutas.

Para esta operacin se emplean elementos de corte circular denominados brocas, los

cuales se fabrican de acero templado. Las mquinas en las que se instalan las brocas

reciben el nombre de taladros o taladradoras.

Existen muchos tipos de taladros: pero en definitiva se pueden dividir en taladros

porttiles (de bricolaje) y taladros de sobremesa o de columna (los cuales son fijos).

Los taladros de sobremesa permiten efectuar agujeros de dimetros mayores y de ms

precisin.


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Las brocas ms conocidas son las helicoidales y en ellas se

distinguen tres partes fundamentales: la cola o mango, el

cuerpo y la boca o punta.

Cola: Parte que se fija al taladro. Cuerpo: Parte activa de la broca. Lleva unas ranuras

en forma de hlice.

Punta: Parte cnica que hace el corte.

Eleccin de la broca

Se debe tener en cuenta el tamao del agujero, la dureza del

material y el afilado de la broca.

Tamao: El tamao del agujero tiene que ser ligeramente superior al dimetro

de la broca utilizada.

Dureza del material: Determina el ngulo de la punta de la broca. A mayor

dureza, mayor debe ser el ngulo.

Afilado: La forma de la punta determina el tipo de material para el que se

emplea (madera, metal, pared,). Las brocas para perforar madera terminan

enpunta o pala. Las depared cuentan con unapastilla de carburo metlico en

la punta (vidia) y las de metal estn fabricadas con acero rpido y tienen un

ngulo de punta alto.

Para taladrar correctamente se deben:

1. Seleccionar la velocidad de corte (debido a la

rotacin de la mquina): Por norma, cuanto ms

duro sea el material que se va a taladrar, menorser la velocidad de corte.

2. Se sujeta la pieza que se taladre sobre la mesa de

la taladradora por medio de unas mordazas.

3. Se puntea el centro del agujero con un granete.

4. Se elige la broca adecuada y se monta en el portabrocas.


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5. Se inicia la operacin, acercando la broca lentamente al

material. De hecho, la velocidad de avance viene determinado

por el tipo de broca y la dureza del material.

6. Una vez practicado el orificio, se retira la broca lentamente.

NOTA: En ocasiones es necesario lubricar la broca con el fin de disipar el calorproducido durante el trabajo de corte. Existen tablas publicadas que nos permiten

conocer los parmetros adecuados.

Cepillado y lijado

Cepilladora, al contrario de la perfiladora, en la cepilladora es la pieza la que se

mueve. Permite realizar superficies lisas y diferentes cortes. Se pueden poner varios

tiles a la vez para que trabajen simultneamente.

Las mquinas herramientas que permiten obtener superficies planas son la

cepilladora y la lijadora.

La primera se emplea bsicamente para madera.

La cepilladora dispone de un cilindro al que se le han conectado una serie de cuchillas

que, al girar, arrancan pequeas virutas. La herramienta permanece fija mientras la

pieza se mueve en lnea recta sobre ella.

Se puede controlar la velocidad de corte (o velocidad del motor), la velocidad deavance de la pieza sobre la mesa de la cepilladora y laprofundidad, que regula el

espesor a eliminar.

Tambin existen cepillos manuales.


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La lijadora se basa en frotar una lija (papel con granos de cuarzo)

que desgastan la superficie.

Las sustancias que se adhieren al papel de lija, como el cuarzo, se

denominan abrasivos.

El papel de lija se numera del 0 al 6, siendo el 0 la ms basta(granos gruesos) y el 6 la mas fina. Para superficies ms duras se

emplean abrasivos ms duros y papeles ms finos.

Torno.

Torno, es una de las mquinas ms antiguas y trabaja mediante el arranque de

material, y una herramienta de corte. Para ello la pieza gira, un carro en el que se

sitan las herramientas se aproxima a la pieza provocando que esta se desgaste,

obteniendo partes cilndricas o cnicas. Si se coloca una broca en la posicin

correspondiente, se pueden realizar barrenos.

Hay varios tipos de tornos: los paralelos, que son los convencionales; los de control

numrico, que estn controlados por un sistema electrnico programable; los de

levas, en que el control se realiza mediante unas levas, stos tambin son llamados

de decoletaje; los tornos revlver, que poseen una torreta que gira, el revlver, en lacual se sitan los diferentes tiles de trabajo.

El torneado es la operacin mecnica que consiste en labrar o mecanizar una gran

variedad de cuerpos de revolucin (cilindros, conos o esferas) y en practicar roscas

de cualquier perfil.

El torno es la herramienta que nos permite fabricarpiezas de revolucin, es decir,

cuya seccin transversal tiene forma circular.

Existen varios tipos de torno, siendo el ms usado el torno paralelo (figura

siguiente), en el que se trabajan las piezas situadas horizontalmente.


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El torno consta de:

A. Bancada: parte robusta que sirve de soporte al resto.

B. Cabezal fijo: Situado en uno de los extremos de la mquina. Dispone de un

plato (G), en el que se fija un de los extremos de la pieza que se va a

tornear. Un motor le imprime giro al cabezal fijo y, por lo tanto, la pieza gira

(diferentes velocidades).

C. Cabezal mvil (contrapunta): Se encuentra en el extremo opuesto al

cabezal fijo y se puede desplazar por medio de unas guas a lo largo del

torno, es decir, longitudinalmente.

D. Carro principal o longitudinal: puede deslizarse paralelamente a la pieza

E. Carro transversal: se desliza sobre la parte superior del carro principal y su

movimiento es perpendicular a la pieza

F. Carro portatiles: Situado sobre el carro transversal y se apoya sobre una

plataforma giratoria, por lo que puede fijarse en cualquier posicin. Es elque lleva las cuchillas de corte.

El trabajo del torno consiste bsicamente, en hacer girar la pieza que hay que fabricar

sobre su eje de rotacin al mismo tiempo que la herramienta de corte intercambiable

(denominada cuchilla) avanza longitudinalmente con movimiento uniforme.

B

A

GF C

E

D


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Esta cuchilla dispone de un filo para arrancar material en forma de viruta.

Los movimientos de trabajo del torno son:

Movimiento de corte: Por rotacin de la pieza Movimiento de avance: Es el movimiento lineal

de la cuchilla debido al desplazamiento

longitudinal de la herramienta.

Movimiento de penetracin: movimiento lineal

que penetra en la pieza.

Con el torno se pueden realizar una gran variedad de piezas de revolucin, ya que realiza

varias operaciones. Las fundamentales son:

1. Cilindrado: Consiste en la obtencin de un cilindro recto de una longitud y dimetro

determinado.

2. Refrentado: En este caso, la pieza no presenta el movimiento de avance, sino

nicamente el de profundidad de pasada. Su fin es rebajar la longitud de la pieza

hasta unas dimensiones dadas.

3. Ranurado: se trata de abrir ranuras en las piezas: es por lo tanto, un cilindrado

obtenido en una franja estrecha. Dota a la pieza de un corte o ranura perpendicular

al eje de sta.

4. Troceado o sesgado: Permite dividir a la pieza en dos trozos mediante un corte

perpendicular a su eje.

5. Roscado: Es un cilindrado realizado con velocidad de avance alta, mucho mayores

que las de giro de la pieza. De este modo, se marca una hlice que definir una rosca

(de un tornillo).


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Fresado.

Fresadora, con la finalidad de la obtencin de superficies lisas o de una forma concreta,

las fresadoras son mquinas complejas en las que es el til el que gira y la pieza la que

permanece fija a una bancada mvil. El til utilizado es la fresa, que suele ser redonda

con diferentes filos cuya forma coincide con la que se quiere dar a la pieza a trabajar. La

pieza se coloca slidamente fijada a un carro que la acerca a la fresa en las tres

direcciones, esto es en los ejes X, Y y Z.

Con diferentes tiles y otros accesorios, como el divisor, se pueden realizar multitud de

trabajos y formas diferentes.

Es una operacin mecnica que consiste en labrar cuerpos prismticos mediante

arranque de viruta.

La mquina herramienta que realiza esta operacin se conoce como fresadora. Las

fresadoras disponen de unos elementos denominados fresas que se mueven con

movimiento de rotacin, mecanizando superficies de piezas que se desplazan bajo la

herramienta con movimiento rectilneo.

Soporte o puenteEje portaherramientas

Cuerpo

Mesa

Mnsula


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Las fresas son unas herramientas de mltiples filos y tienen distintas formas y tamaos.

Las fresas trabajan de la siguiente forma: Las virutas son arrancadas debido a la rotacin

de la fresa, cuyos dientes se encuentran formando una circunferencia.

Existen dos tipos de fresado segn la posicin del eje de la fresa:

1. Fresado cilndrico (horizontal): el eje de la fresa es paralelo a la superficie a fresar.

2. Fresado frontal (vertical): el eje de la fresa es perpendicular a la superficie a fresar.

El procedimiento de trabajo es:

Se fija la pieza a la mesa de la fresadora

Se determina el tipo de trabajo a realizar y se elige la fresa adecuada

Se establecen las condiciones cinemticas del proceso: velocidad de giro, decorte y de avance de la pieza.

La fresa gira a gran velocidad y la pieza se desplaza hacia ella con movimiento

rectilneo.

Cuando ambas entran en contacto, se elimina una capa de material.


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Algunos tipos de fresas:


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Algunos de los trabajos que pueden realizarse con una fresadora se presentan a

continuacin:


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Rectificado.

El rectificado es un procedimiento de trabajo con arranque de viruta en que la

herramienta es un disco rotativo (forma cilndrica o tronco-cnica), denominado muela,

compuesto por un material abrasivo, a base de cuarzo (u otros materiales muy duros).

Trabaja con un disco abrasivo que va eliminando el material de la pieza a trabajar. Se

suele utilizar para los acabados de precisin por la posibilidad del control muy preciso

de la abrasin. Normalmente no se ejerce presin mecnica sobre la pieza.

Un material abrasivo es aquel, de extremada dureza, capaz de arrancar pequeas

virutas cuando se le frota contra otro material ms blando.

Con la rectificadora se obtiene una precisin de mecanizado superior a otros

mtodos.

Las operaciones ms frecuentes son:

Acabado o afinado de superficies planas, cilndricas o de otro tipo,

previamente mecanizadas. En este caso el espesor del material

arrancado es de centsimas de mm

Mecanizado de piezas de gran dureza superficial, como piezas templadas

que sera difcil mecanizarlas por otro procedimiento. Se puede llegar a

arrancar una capa de material de dcimas de mm.


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Limadora o perfiladora.

Se usa para la obtencin de superficies lisas. La pieza permanece fija y el til, que suele

ser una cuchilla, tiene un movimiento de vaivn que en cada ida come un poco a la pieza a

trabajar, que cuenta con mecanismo de trinquete que avanza automticamente la

herramienta (cuchilla).

Sierras.

Son de varios tipos, de vaivn, circulares o de banda. Es la hoja de corte la que gira o se

mueve y la pieza la que acerca a la misma.

Por las formas restantes de trabajar, quedan las dos definiciones de otros dos procesos.

Prensas.

No realizan arranque de viruta, dan forma al material mediante el corte o cizalla, el golpe

para el doblado y la presin. Suelen utilizar troqueles y matrices como tiles. Los procesos

son muy rpidos y son mquinas de alto riesgo de accidente laboral.

Especiales.

Electroerosin, las mquinas de electroerosin desgastan el material mediante

chispas elctricas que van fundiendo partes minsculas del mismo. Hay dos tipos de

mquinas de electroerosin: las de electrodos, que realizan agujeros de la forma del

electrodo o bien desgaste superficiales con la forma inversa de la que tiene el

electrodo, hace grabaciones; y las de hilo que, mediante la utilizacin de un hilo

conductor del que saltan las chispas que desgastan el material, van cortando las

pieza segn convenga. En ambos casos durante todo el proceso, tanto el til como

la pieza estn inmersos en un lquido no conductor.

Arco de plasma, se utiliza un chorro de gas a gran temperatura y presin para el corte

del material.

Lser, en este caso es un potente y preciso rayo lser el que realiza el corte

vaporizando el material a eliminar.

Ultrasnica, haciendo vibrar un til a velocidades ultrasnicas, por encima de los

20.000 Hz y utilizando un material abrasivo y agua se van realizando el mecanizado

de la pieza por la friccin de las partculas abrasivas. Se usa para trabajar materiales

muy duros como el vidrio, el diamante y las aleaciones de carburos.

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