Maquinas y Herramientas

Tema 1 Conceptos generales, Remoción de material y Teoríade Corte Introducción al tema En la presente semana se abordara conceptos generales de las maquinas herramientas, una breve clasificación así como los temas de remoción de materiales, la teoría de corte de las mismas y los Instrumentos de medición utilizados en un taller metal mecánico. Por otro lado para realizar un proceso de mecanizado hay que considerar los parámetros de corte, los cuales definirán las dimensiones y acabados de una determinada pieza; estos son: la velocidad de corte, el avance y profundidad de corte.En un proceso de fabricación por arranque de viruta las herramientas y utillajes juegan un papel muy importante ya que de ello depende la calidad de la pieza terminada, es por tal motivo que describimos las herramientas y las fuerzas de corte en proceso de mecanizado.Para garantizar el buen acabado final de una determinada pieza es necesario realizar mediciones durante y después del proceso de mecanizado, para ello se utilizan una gran variedad de instrumentos de medición que veremos en la parte final como son: el pie de rey, micrómetros, reloj comparador etc. 1.1. Definición de máquina herramienta Se conoce con el nombre de máquina herramienta a toda máquina que por procedimientos mecánicos, hace funcionar una herramienta, sustituyendo la mano del hombre. Una máquina herramienta tiene por objetivo principal sustituir el trabajo manual por el trabajo mecánico, en la fabricación de piezas. Esquemáticamente, el proceso que se desarrolla en una máquina herramienta puede representarse así: Un producto semielaborado (preforma) penetra en la máquina y, después de sufrir pérdida de material, sale con las dimensiones y formas deseadas; todo gracias al movimiento y posición relativos de pieza y herramienta. Como el arranque de material supone vencer las tensiones que se oponen a este proceso, hay implícito en ello un trabajo que vendrá determinado por diversos factores, según las condiciones en que se realice: avance, profundidad de corte, sección de viruta, volumen de viruta arrancada, velocidad de corte, esfuerzo de corte, y potencia absorbida en el mismo.(1) 1.2. Clasificación de las máquinas herramientas La siguiente, es una clasificación de las máquinas herramienta, de acuerdo a las transformaciones que sufre el material manipulado. A) Máquinas herramienta por arranque del material Este tipo de máquinas se clasifican en: • Arranque de grandes porciones de material:  Cizalla.  Tijera.  Guillotina. • Arranque de pequeñas porciones de material:  Tornos: Tornos revólver y automáticos. Tornos especiales.  Fresadoras.  Mandrinadoras y mandrinadoras fresadoras.  Taladros.  Máquinas para la fabricación de engranes.  Roscadoras.  Cepilladoras, limadoras y mortajas.  Máquinas de serrar y tronzadoras. • Arranque de finas porciones de material:  Rectificadoras.  Pulidoras, esmeriladoras y rebarbadoras.  Máquinas de rodar y lapeadoras. B) Máquinas herramienta por deformación del material Este tipo de máquinas se clasifican en:  Prensas mecánicas, hidráulicas y neumáticas.  Máquinas para forjar.  Máquinas para el trabajo de chapas y bandas.  Máquinas para el trabajo de barras y perfiles.  Máquinas para el trabajo de tubos.  Máquinas para el trabajo del alambre.  Máquinas para fabricar bulones, tornillos, tuercas y remaches. (2) 1.3. Parámetros de trabajo Para realizar una operación de maquinado se requieren movimientos de la herramienta y la pieza de trabajo; estos movimientos pueden traducirse como parámetros de trabajo, los cuales definirán las dimensiones o magnitude s de algunos factores. 1.3.1. Velocidad de corte: Vc Es la distancia que recorre el "filo de corte de la herramienta al pasar en dirección del movimiento principal (Movimiento de Corte) respecto a la supe rficie que se trabaja: El movimiento que se origina, la velocidad de corte puede ser rotativo o alternativo; en el primer caso, la velocidad de, corte o velocidad lineal relativa entre pieza y herramienta corresponde a la velocidad tangencial en la zona que se está efectuando el desprendimiento de la viruta, es decir, don de entran en contacto herramienta y, pieza y debe irse en el punto desfavorable. En el segundo caso, la velocidad relativa en un instante dado es la misma en cualquier punto de la pieza o la herramienta. En el caso de máquinas con movimiento giratorio (Tomo, Taladro, Fresadora, etc.), la velocidad de corte está dada por: VC = π D n D = diámetro correspondiente al punto más desfavorable (m). n = número de revoluciones por minuto a que gira la pieza o la herramienta. π = 3.1416 Para máquinas con movimiento alternativo (Cepillos, etc.), la velocidad de corte corresponde a la velocidad media y está dada por la expresión: la profundidad de corte se obtiene de la siguiente forma: T = E. En el caso de trabajar superficies planas (Fresado.e (mm) E = espesor inicial de la pieza e = espesor final de la pieza (mm) (3) Dado que los procesos de maquinado se generan a partir del corte de parte del material que conforma la pieza de trabajo. Profundidad de corte (o penetración): t Se denomina profundidad de corte a la profundidad de la capa ar rancada de la superficie de la pieza en una pasada de la herramienta. T = tiempo necesario para recorrer la distancia L (min). 1. Avance: S Se entiende por avance al movimiento de la herramienta respecto a la pieza o de esta última respecto a la herramienta en un periodo de tiempo determinado. En las maquinas donde el movimiento de la pieza es giratorio (T orneado y Rectificado).3. en donde . Df= Diámetro final de la pieza (mm).3. y en algunos casos en milímetros por minuto. El Avance se designa generalmente por la letra "s" y se mide en milímetros por una revolución del eje del cabezal o porta herramienta. Cepillado y Rectificado de superficies planas).L = distancia recorrida por la herramienta o la pieza (m).la profundidad de corte se determina según la fórmula: Di= Diámetro inicial de la pieza (mm). generalmente se designa con la letra "t" y se mide en milímetros en sentido perpendicular.” 1.2.3. donde la generación de calor y . reducir la temperatura de la pieza de trabajo para un manejo más fácil. La capacidad de un fluido para corte de reducir la temperatura del maquinado depende de sus propiedades térmicas. Los problemas principales que atienden los fluidos para corte son:  Generación de calor en las zonas de corte y fricción. como el calor específico y la conductividad térmica.4. disminuir las fuerzas de corte y los requerimientos de potencia.  Remoción de viruta Además de la remoción del calor y reducción de la fricción.intervienen máquinas.  Fricción en las interfaces herramienta-viruta y herramienta-pieza de trabajo. Los fluidos para corte tipo refrigerante parecen ser más efectivos a velocidades de corte relativamente altas. Refrigerantes Los refrigerantes son fluidos para corte diseñados para reducir los efectos del calor en las operaciones de maquinado.1.4. herramientas y piezas de trabajo. El agua se utiliza como refrigerante. Se resumen estos aspectos: 1. y ayuda a prolongar la vida de la herramienta de corte.Fluidos en el Corte Un fluido para corte es un líquido o gas que se aplica directamente a la operación de maquinado para mejorar el desempeño del corte. mejorar la estabilidad dimensional de l a parte de trabajo y optimizar el acabado superficial. En la tabla 1. de esta manera se reduce la temperatura de la herramienta y de la pieza de trabajo. los fluidos para corte brindan beneficios adicionales como: remover virutas. pero extraen el c alor que se genera. Tipos de fluidos de corte: De acuerdo con la generación de calor y fricción hay dos categorías generales de fluidos de corte: los refrigerantes y los lubricantes 1. Tiene efecto limitado sobre la magnitud de energía calorífica generada durante el corte. los factores que influyen en él. es necesario revisar. Un segundo método. usada principalmente para fluidos de corte basados en agua. llamada algunas veces enfriamiento por inundación. arriba de 400 pies/min debido a que el movimiento de la viruta a estas velocidades previene que el fluido para corte alcance la interface herramienta-viruta. los cuales pueden tratarse con sistemas de recirculación para máquinas-herramientas individuales o instalaciones integradas muy grandes para una planta completa. que actúan para separar las dos superficies metálicas (de la viruta y de la herramienta). así como mantener una cantidad adecuada. cloro y fósforo del lubricante causan la formación de estas capas superficiales. Los fluidos lubricantes de corte operan por lubricación de presión extrema. formulados para reducir la fricción en las interfaces herramienta- viruta y herramienta-pieza de trabajo. Métodos de aplicación de los fluidos de corte Para que un fluido de corte cumpla su función para reducir temperatura y fricción. la calidad del lubricante se debe monitorear cuidadosamente. 1.3. En cualquier caso. debido a que se usa generalmente con fluidos de enfriamiento. tienden a perder su efectividad a altas velocidades. consiste en la aplicación de niebla. Los fluidos para procesos de corte tipo lubricante son más efectivos a velocidades bajas de corte. existen métodos de aplicación. Los compuestos de azufre. una forma de lubricación en el límite que involucra la formación de una capa delgada de sales sólidas sobre la superficie caliente y limpia del metal a través de reacciones químicas con el lubricante.4.las altas temperaturas son un problema. Las operaciones de maquinado como el taladrado y el roscado se benefician por lo general de los lubricantes. El método más común es la inundación.2. se dirige una corriente constante del fluido hacia la interface herramienta-trabajo o herramienta-viruta de la operación de maquinado. Por lo general los refrigerantes son soluciones o emulsiones en agua debido a que ésta tiene propiedades térmicas ideales para estos fluidos para corte y son utilizados sobretodo en procesos de maquinado como el torneado y el fresado. Lubricantes Los lubricantes son fluidos basados generalmente en aceite. 1.4. En este método. En este método . la otra normal a la dirección de corte. Por último. Herramientas de Corte Los procesos de maquinado se realizan usando herramientas de corte. Las altas fuerzas y temperaturas durante el maquinado crean un ambiente muy agresivo para la herramienta. Las fuerzas de corte demasiado grandes fracturan la herramienta. y suministra la energía necesaria para cortar. conocida como la fuerza de empuje Ft. en el proceso de maquinado con herramientas tradicionales la temperatura presenta un comportamiento del tipo: En cambio con las herramientas avanzadas se ha logrado concentrar la temperatura en la viruta. con respecto a la temperatura. Fuerzas de corte Las fuerzas que actúan sobre la herramienta de corte son la fuerza de corte Fc. . Ft.5. en trabajo experimental.5. se usa la aplicación manual del fluido por medio de una aceitera o brocha para aplicar lubricantes. que generalmente es vertical y. actúa en un plano que es perpendicular al filo de la herramienta Ver Figura 3. Este método de aplicación no es recomendado debido a la variabilidad en las dosificaciones del fluido.1. 1. Esta fuerza se determina usualmente. el material de la herramienta se ablanda y falla. Si la temperatura de corte se eleva demasiado. (4) 1.. esto es. perpendicular a la pieza. La fuerza de empuje. actúa en una dirección normal a la velocidad de corte. la cual actúa en la dirección de la velocidad de corte V. Estas dos fuerzas producen la fuerza resultante R En los procesos de maquinado con formación de viruta. Componentes de la Fuerza resultante Fr. la fuerza resultante Fr aplicada a la viruta por la herramienta. a partir de la medición de dos componentes ortogonales: una en la dirección de corte conocida como la fuerza de corte Fc.se dirige el fluido hacia la operación en forma de niebla acarreada por una corriente de aire presurizado. Parte por la que la viruta sale de la herramienta. Una herramienta sin filos o ángulos bien seleccionados ocasionará gastos excesivos y pérdidas de tiempo. pues en ese caso puede romperse la herramienta. Los ángulos son: Ángulo de incidencia α (alfa).“El corte de materiales se logra por medio de herramientas con la forma adecuada. Sirve para el desalojo de la viruta. Es el que se forma con las superficies de incidencia y ataque del útil. Sirve para disminuir la fricción entre la pieza y la herramienta. Ángulo de filo β (beta). Tiene como misión disminuir el rozamiento entre la cuchilla y el material si el ángulo es muy pequeño la cuchilla no penetra bien la pieza y si es muy grande el filo no tiene suficiente apoyó para resistir las fuerzas de corte. Establece qué tan punzante es la herramienta y al mismo tiempo que tan débil es. Es la cara del útil que se dirige en contra de la superficie de corte de la pieza. Si el ángulo es muy pequeño se gasta demasiada energía y la herramienta . Ángulo de ataque γ (gama). En casi todas las herramientas existen de manera definida: superf icies. Es el ángulo que forma la herramienta con la superficie de la pieza. Es el ángulo que se forma entre la línea radial de la pieza y la superficie de ataque del útil. Las superficies son: o Superficie de ataque. No debe ser demasiado pequeño. Es el ángulo formado por las superficies de ataque y de incidencia de la cuchilla.Es el que se forma con la tangente de la pieza y la superficie de incidencia del útil. ángulos filos. Es el formado por la cuchilla con la normal a la superficie de la pieza. por lo que también disminuye la fricción de esta con la herramienta. o Superficie de incidencia. Es la suma de los ángulos de incidencia y de filo. Ángulo de posición λ (lambda). Si es muy grande el filo se debilita pero la pieza queda mejor terminada.(5) 1. Es el que se forma con el eje de la herramienta y la radial de la pieza. Se forma en la punta del útil por lo regular por el filo primario y el secundario. Tipos de virutas en Ingeniería Industrial A partir de la apariencia de la viruta se puede obtener mucha información valiosa acerca del proceso de corte. Es importante. ya que algunos tipos de viruta indican un corte más eficiente que otros. . su magnitud se elige de tal modo que se da lugar a filos rectos. tener en cuenta que la suma de los ángulos alfa. Es el ángulo bajo el cual están inclinados entre si los dos filos principales de la herramienta. Angulo de punta ε (épsilon).se calienta. Aumenta o disminuye la acción del filo principal de la herramienta. Define el ángulo de la fuerza resultante que actúa sobre el buril. b) Geometría de la herramienta de corte. El tipo de viruta está determinado primordialmente por: a) Propiedades del material a trabajar. Se obtiene por el filo principal de la herramienta y el eje de simetría de la pieza. Ángulo de posición χ (xi).6. Permite definir el ancho de la viruta obtenida. Es el formado por la tangente de la pieza y la superficie de ataque del útil. beta y gama siempre es igual a 90° Ángulo de corte δ (delta). Permite dan inclinación a la herramienta con respecto de la pieza. Esta alta fricción es causa de que una delgada capa de viruta quede cortada de la parte inferior y se adhiera a la cara de la herramienta. 2) Viruta Continua. para estos casos. En general. los esfuerzos que se producen delante del filo de corte de la herramienta provocan fractura. dando como resultado una superficie rugosa. Por lo común se produce un acabado superficial bastante aceptable en estos materiales frágiles. Este tipo de viruta. grandes ángulos de ataque (entre 10º y 30º) y poca fricción entre la viruta y la cara de la herramienta. Este tipo de viruta representa el corte de materiales dúctiles a bajas velocidades en donde existe' una alta fricción sobre la cara de la herramienta.c) Condiciones del maquinado (profundidad de corte. pero la produce una herramienta que tiene una saliente de metal aglutinado soldada a su cara. 3) Viruta Continua con protuberancias. Las virutas continuas y largas pueden ser difíciles de manejar y en consecuencia la herramienta debe contar con un rompe virutas que retuerce la viruta y la quiebra en tramos cortos. La viruta es similar a la viruta continua. puesto que el filo tiende a reducir las irregularidades. (6) . Periódicamente se separan porciones de la saliente y quedan depositadas en la superficie del material. Las virutas discontinuas también se pueden producir en ciertas condiciones con materiales más dúctiles. es producido por velocidades de corte relativamente altas. el resto de la saliente queda como protuberancia en la parte trasera de la viruta. Tales condiciones pueden ser bajas velocidades de corte o pequeños ángulos de ataque en el intervalo de 0° a 10° para avances mayores de 0. causando superficies rugosas. de manera que el material se desprende en segmentos muy pequeños. velocidad de avance y velocidad de corte). el cual representa el corte de la mayoría de materiales dúctiles que permiten al corte tener lugar sin fractura. El incremento en el ángulo de ataque o en la velocidad de corte normalmente elimina la producción de la viruta discontinua. Este caso representa el corte de la mayoría de los materiales frágiles tales como el hierro fundido y el latón fundido. Lo anterior se debe a que la deformación real por esfuerzo cortante excede el punto de fractura en la dirección del plano de corte. es posible diferenciar inicialmente tres tipos de viruta: 1) Viruta discontinua.2 mm. diámetros interiores y profundidades de ranuras u orificios. en el mercado existe gran variedad de instrumentos de medición. trabajadores del aluminio. Existen micrómetros de exteriores e interiores. de tal forma que al dar una vuelta el tope móvil avanza o retrocede 0. e emplea en aquellos casos en los que la precisión requerida es mayor. Instrumentos de Medición utilizados en un taller Metal Mecánico Durante el proceso de fabricación es necesario comprobar a menudo la exactitud y acabado de las piezas. Un nivel es un instrumento muy útil para la construcción en general e incluso para colocar un cuadro ya que la perspectiva genera errores. Pie de rey El calibre o pie de rey. La composición de ambos micrómetros es muy semejante.3. Por sus características permite medir con notable exactitud espesores de piezas pequeñas. 1. por lo que se indique para uno es válido para el otro. es un instrumento para medir dimensiones de objetos relativamente pequeños. desde centímetros hasta fracciones de milímetros (1/10 de milímetros o hasta 1/20 de milímetro).7.2.1. Nivel Es un instrumento de medición utilizado para determinar la horizontalidad o verticalidad de un elemento. Este último se desplaza (acercándose y alejándose del tope fijo) al girar el tambor. los más importantes utilizados en un taller de metal mecánica son: 1. .7. Micrómetro Es un instrumento de medición cuyo funcionamiento está basado en el tornillo micrométrico que sirve para medir con alta precisión del orden de centésimas en milímetros (0. etc. uno fijo y otro móvil. carpinteros.1.01 mm) y de milésimas de milímetros (0. herreros. 1.7.001 mm) (micra) las dimensiones de un objeto. con dos topes.5mm) y el tambor dispone de un nonio con 50 divisiones. Se compone de un soporte en forma de C.5 mm. albañiles. Para llevar a cabo esta comprobación. La escala fija está dividida de milímetros (0.7. Existen distintos tipos y son utilizados por agrimensores. 5. acciona unas agujas situadas dentro de una esfera en forma de reloj. Se compone fundamentalmente de una varilla o palpador que al desplazarse de forma rectilínea sobre su guía.7. Nos podemos encontrar varios tipos de comparadores en el mercado. construida de metal. El uso más generalizado es el que tiene un recorrido de unos 10 milímetros. Es un instrumento de medición que se utiliza en los talleres e industrias para la verificación de piezas ya que por sus propios medios no da lectura directa. Regla Es un instrumento de medición. doblada en uno de sus extremos. madera o material plástico.Consta básicamente de una regla fija de acero graduada. 1. 1.7.4. (7) . con la única diferencia del recorrido máximo del palpador. Reloj comparador Reloj comparador. denominada corredera o cursor. que constituye la boca fija y de otra regla también doblada en escuadra. que tiene una escala graduada y numerada en centímetros y milímetros y su longitud total rara vez supera el metro de longitud. que se desliza sobre la primera y as¡ constituye la boca móvil. pero es útil para comparar las diferencias que existen en la cota de varias piezas que se quieran verificar Es un aparato que permite comparar una medida con respecto a otra fijada previamente. 1. En esta segunda semana estudiaremos como está conformada una máquina herramienta. Principales partes de una máquina herramienta y sus funciones . en esta oportunidad solo se mencionara de manera general algunas de sus principales características. y cada una de ellas cumple con una función específica según la actividad que le toca desarrollar. Partes básicas de una Máquina Herramienta Todas las máquinas herramienta tienen un conjunto de partes. más adelante en la descripción de cada máquina herramienta se hará mención de sus correspondientes sistemas de fijación. actividades y principios que las distinguen y caracterizan. Fundamentos de Máquinas Herramientas Introducción al tema Tienes conocimiento sobre Fundamentos de Máquinas Herramientas ? Las máquinas herramienta están compuestas por diferentes partes. 2. Para finalizar nos ocuparemos de los diferentes movimientos que presenta una máquina herramienta en un proceso de mecanizado y las clasificaremos según la naturaleza del movimiento de corte.Tema 2. veremos los diferentes elementos de sujeción y los describiremos a cada una de ellas. . . Uno de los ejemplos tradicionales son las prensas utilizadas para la fijación de piezas en el barrenado o en el fresado. Prensas Son sistemas de sujeción de las piezas de trabajo muy seguros.2.2. en el caso específico del torno existen dos tipos de chucks. 2. Elementos de Sujeción Los elementos de sujeción en las máquinas herramienta requieren un análisis especial. Mandriles (ó Chucks) También son conocidos como mordazas de sujeción.2. 2. se fijan a las mesas de trabajo.2. los que pueden ser cerrados o abiertos. 2.1. Broquero: Dentro de los mandriles para sujeción se pueden ubica r a los broqueros con mango cónico los que tienen la función de sujetar a la broca y su funcionamiento es similar a chuck universal.2. . Por lo regular son utilizados para el trabajo en torno de puntas o los sistemas divisores de las fresas.2. Fijadores de arrastre Los fijadores más conocidos y utilizados son los de plato.  Chuk universal: Se caracteriza porque sus tres mordazas se mueven con una sola llave  Chuck Independiente: Cada mordaza es ajustada con una entrada de llave independiente. Todos siempre utilizaran a un arrastrador conocido como perro.3. 2. son considerados como elementos para evitar que las piezas se muevan de los sitios en las que se van a trabajar. Estos dispositivos sujetan por medio de un chuck o un plato de arrastre a una pieza y con una manivela al liberarlos de las fuerzas de fijación pueden girar la pieza un número de grados específico. La mayoría de estos elementos de sujeción son los broqueros o las brocas con mango cónico. entre estas piezas la fuerza de trabajo ajus ta a las superficies impidiendo su separación.2.3. Movimientos en las Máquinas Herramienta En todas las máquinas herramienta se consideran tres ejes sobre cada uno de los cuales se pueden desarrollar dos tipos de movimiento: a) Movimiento Rotativo Es un movimiento en círculo y se realiza en un solo sentido b) Movimiento Lineal Es un movimiento que se efectúa en línea recta y en un solo sentido . Consiste en una superficie cónica que se inserta en otra superficie cónica.2. Conos de fijación Es un elemento muy utilizado en la mayoría de los sistemas en los que la pieza a sujetar tiene un eje de giro. Ranuras de fijación Por lo regular se ubican en las mesas de trabajo de las máquinas herramienta.4.6. 2. en ellas se insertan tornillos que con su cabeza se fijan a la mesa y con placas o uñas se presiona a las piezas a fijar. 2.(1) 2.5. Cabezal divisor Aun cuando el fin de estos dispositivos no es la fijación.2. la fricción impide el giro y además da gran sujeción. generalmente. sino que se realiza de forma escalonada y sin que la pieza esté en contacto con la herramienta. Movimiento de penetración (Mp): es aquel que define la profundidad del corte y que se realiza al comienzo de cada pasada que se realice en el mecaniza do. observe las siguientes máquinas y sus ejes trabajo. (2) . como sucede con los dos anteriores. Por lo tanto el movimiento de avance es el desplazamiento relativo que realiza la pieza respecto a la herramienta para desplazar el movimiento de corte paralelamente a sí mismo. así si una fresa tiene a su herramienta girando verticalmente su eje "Z" será vertical y la fresa se conoce como una fresa vertical. bien con una vuelta bien con la longitud de la pieza. Los ejes "Y" y "X" se ubican de diferentes maneras según los fabricantes de las máquinas herramienta. la interferencia entre pieza y herramienta terminaría y por lo tanto finalizaría el corte. perpendicular al movimiento y es necesario porque de no existir.Por lo regular los ejes son identificados con las letras "Z". Este movimiento no es continuo. "Y" y "X" El eje "Z" es el eje sobre el cual la herramienta o la pieza gira. Si en un torno la pieza gira en el eje horizontal el torno será horizontal y el eje "Z" será horizontal. En la operación de las máquinas herramienta los tres movimientos que son considerados como el alma de las máquinas: El movimiento de corte (Mc): Es el movimiento que tiene la pieza o la herramienta para que se logre el desprendimiento de la viruta El movimiento de avance (Ma): es. Los movimientos rotatorios se logran por medio de motores conectados a engranes o tornillos sinfín que permiten graduar las velocidades y potencias. al terminar. Los movimientos lineales se logran por medio de los motores de paso a paso conectados a cremalleras que permiten el avance o retroceso lineal de las piezas o partes. Con estos dispositivos se puede analizar la forma en la que se realizará el trabajo o ajustar los inicios o términos de las acciones de una máquina. Dispositivos para el Trabajo Manual En la mayoría de las máquinas herramienta se cuenta con disposi tivos para el trabajo y ajuste manual. Clasificación de las Máquinas Herramientas Las máquinas-herramientas tienen la misión fundamental de dar forma a las piezas por arranque de material.2. estando:  Bien la PIEZA. El arranque de material se realiza gracias a una fuerte presión de la herramienta sobre la superficie de la pieza. Los dispositivos de trabajo manual varían de acuerdo con el tipo y marca de la máquina que se esté utilizando.  Bien la HERRAMIENTA .5.4. sin embargo existen siempre un conjunto de dispositivos que pueden generalizarse en todas las máquinas herramienta. como los que a continuación se presentan: 2. Máquinas herramientas de movimiento rectilíneo: Cepillo. o Con el movimiento de corte en la herramienta: Fresadora. mortajadora.  bien la PIEZA y la HERRAMIENTA Animadas de movimiento. Mediante levas)  Por computadora (Control numérico: CN) Las Máquinas Herramienta se distinguen principalmente por las funciones que desempeñan.1. Torno Copiador. hidráulica o eléctricamente  Mecánicamente (por ej.5.2. las Máquinas Herramientas se clasifican en: 2. (3) . Las Máquinas Herramientas de movimiento circular tienen una mayor aplicación en la industria debido a que su capacidad de arranque de material es superior a las máquinas con movimiento de corte rectilíneo y por tanto su rendimiento. torno vertical. brochadora. así como el tipo de piezas que pueden producir y e n general se pueden dividir tomando en consideración los movimientos que efectúan durante el maquinado de las piezas. Lo mismo las máquinas de movimiento rectilíneo que las de movi miento circular se pueden “controlar”:  Por un operario (máquinas manuales)  Neumática.5. Mandriladora 2. Taladradora. Según sea la naturaleza del movimiento de corte. Máquinas Herramientas de Movimiento Circular o Con el movimiento de corte en la pieza: Torno paralelo. las clases de máquinas Fresadoras. Definición de Torneado El torneado es un maquinado con desprendimiento de viruta que permite la fabricación de piezas de revolución (cilíndrica. En primer lugar definiremos el concepto de torno. Por otro lado definiremos el proceso de fresado.(Eraso 2008) En la siguiente grafica se observa los proceso de Torneado . mencionaremos sus características. que operaciones se pueden realizar con esta máquina herramienta y los tipos de tornos existentes en el mercado. 3. cónica y redonda). describiremos las principales partes que está compuesto un torno. sobre un movimiento uniforme de rotación al rededor del eje fijo de la pieza a maquinar. los parámetros de torneado.1. en el caso del torneado y en la fabricación de engranajes. En esta semana estudiaremos el proceso de Torneado y Fresado. ya que se utiliza para la fabricación de piezas de forma cilíndricas. los tipos de trabajo que puede realizar esta máquina y por último veremos las fresas más comunes que se utilizan en la fabricación de engranajes y ranuras. este mecanizado se hace mediante una máquina herramienta.Tema 3: Procesos de Maquinado de Materiales: Proceso de Torneado y Fresado Introducción al tema Tienes conocimiento sobre Procesos de Maquinado de Materiales: Proceso de Torneado y Fresado? El proceso de maquinado de materiales consiste en un conjunto de operaciones que se realiza para la fabricación de piezas. estos procesos de maquinado son de los más importantes en máquinas herramientas. Este proceso usa una herramienta de corte con un borde afilado simple destinado a mover material de una pieza de trabajo rotatoria para dar forma a un cilindro. ranuras en el fresado. cónicas. 4. como brocas. o para sujetar diversas utensilios de corte. Es decir el carro porta herramienta se . se afecta la precisión de las piezas maquinadas y el torno pierde su valor. En él se ubica el husillo que esta sostenido por cojinetes en sus extremos y mueve los diversos mecanismos de sujeción de la pieza a mecanizar.2. en este dispositivo se ubica la herramienta de corte que servirá para dar forma a la pieza a mecanizar. Este escote. Algunos tornos presentan bancadas con escote (hueco) o sin escote. Nos permite un movimiento paralelo al eje del torno.1. Presenta un husillo que se desliza y se mueve por medio de una manivela y cuya posición se fija con una palanca 3. También nos permite un ajuste perpendicular de la torre portaherramienta con respecto al eje del torno mediante el carro transversal. cuyo objeto principal es maquinar piezas de mayor diámetro. Bancada Representa la zona de apoyo y la parte principal de un torno. Las guías de los tornos son piezas maquinadas con gran exactitud por rectificado. las cuales consisten en dos “V” invertidas y dos superficies planas de apoyo.2. es un orificio que hacer pasar por él las piezas de trabajo de largas dimensiones y esbeltas. 3. Se ubica en el cabezal móvil en la parte derecha del torno. 3.2. Cabezal Se encuentra ubicado en la parte izquierda de la bancada del torno y en donde van acoplados los elementos encargados de transmitir el movimiento del motor al eje. se cubre con un puente cuando no se requiere el volteo adicional.3.3. Partes principales del Torno 3.2.2. El Contrapunto Se le utiliza para sujetar el otro extremo de la pieza que se está mecanizando. Cuando las guías están desgastadas o tienen algún daño. En algunos tornos el carro portaherramienta permite montar cuatro herramientas de corte y cuando se desea cambiar se gira la torre portaherramienta. Encima de la bancada se encuentran las guías prismáticas. Su dureza y alineación afectan la exactitud de las partes mecanizadas en el torno.2. que se desplaza sobre las guías de la bancada y puede fijarse en cualquier posición de esta. Carro Portaherramientas Es aquel que se encuentra ubicado y se desplaza sobre la bancada. rimers. carro transversal y de la torre porta herramienta. 3. La caja de engranajes presenta una placa que indica el cambio de velocidad y el avance en milésimas de pulgada. o en hilos por pulgada que se determina por la posición de la palanca. y en el otro extremo tiene acoplado el plato. Principales Características de los Tornos Se resumen en la siguiente tabla . este dispositivo permite montar varias herramientas en la misma operación de mecanizado y girarla para determinar el ángulo de incidencia en el material. 3.8.2. La Caja Norton Compuesto por una serie de engranajes que permite mediante una palanca elegir el paso o avance de la pieza a maquinar. (Fernández 2010) 3.2.2. La Torreta Portaherramientas Se encuentra ubicada sobre el carro auxiliar.7. Fija un eje imaginario que se expande sobre la bancada y que llega directamente al contrapunto.compone del carro longitudinal. 3. es una pieza cilíndrica que en uno de sus extremos está conectada una polea que recoge el movimiento del motor.3.6.5. Husillo Llamado También eje del torno.2. Plato Es un dispositivo de forma cilíndrica que va acoplado en el husillo y que permite sujetar la pieza que se desea mecanizar mediante unas mordazas que sujeta por dentro o por fuera según lo que se desee afirmar. 3. El husillo principal tiene acoplado a su extremo distintos sistemas de sujeción (platos de garras. por cada giro que da la pieza también puede no ser paralelo al eje. Parámetros del trabajo de Torneado Los movimientos de trabajo en el torneado son: A) Movimiento de corte: es un movimiento que se imparte a la pieza que gira de manera rotativa sobre su eje principal. Este movimiento lo realiza un motor eléctrico que transfiere su giro al husillo principal mediante un sistema de poleas o engranajes. pinzas. . los cuales sujetan la pieza a maquinar.4. mandrinos etc). De igual forma determina el espacio recorrido por el útil. B) Movimiento de avance: constituye el movimiento de la herramienta de corte en la misma dirección del eje de la pieza que se está maquinando.3. 5. 3. Cilindrado Esta operación se refiere al maquinado de una pieza cilíndrica utilizando una herramienta de tornear (cuchilla) y moverla paralelamente a su movimiento de avance. para lo cual se mueve la herramienta perpendicularmente al eje de rotación de la pieza que se tornea. 0peraciones de Torneado 3. de la velocidad de corte.produciéndose así conos. de la clase de material mecanizado. que son herramientas de corte usadas para crear las roscas de tornillos y tuercas en metales. etc. que será la mitad de la conicidad deseada.3.5. En este proceso se pueden efectuar varias pasadas hasta llegar al diámetro requerido por parte de la pieza. (Eraso 2008 ) 3. El refrentado puede ser completo en toda la superficie libre o parcial 3.5. En ese caso se gira el carro de debajo del transversal ajustando en una escala graduada el ángulo requerido.1.5.2. La cantidad de material optimo que se quiere mecanizar depende del perfil del útil de corte usado. a esta operación se la conoce como una pasada. Refrentado Este proceso consiste en mecanizar el extremo de la pieza y dejarla plana. 3. el roscado también puede ser realizado de manera manual donde se emplea una herramientas denominadas machos y terrajas. Los procedimientos empleados para este tipo de maquinado dependerá de la abertura de la conicidad. logrando así obtener una disminución de su diámetro y darle una forma cilíndrica a la pieza. Torneado Cónico Consiste en maquinar piezas cuyas generatrices no son paralelas. Los conos se utilizan en las máquinas por que tiene la propiedad para alinear y sujetar partes de la misma y para realinearlas cuando se ensambladas en varias oportunidades. aquel que establece la profundidad o hendidura del material arrancado en cada pasada.5.4. C) Profundidad de pasada: es un movimiento del útil de corte. Roscado Consiste en una operación de cilindrado que se realiza a una pieza dándole una forma helicoidal. Los machos se . madera . que actúan una por una o varias a la vez.5.utilizan para roscar la parte hembra mientras que la terraja se utiliza para roscar la parte macho. 3.4.5.1.6. 3. (Villalba 2010) 3. Tornos de copiar Es aquella que replica indefinidamente una pieza 3.5. Tornos verticales Están fabricadas para maquinar piezas de grandes dimensiones.6. hasta 20 diferentes. Tipos de Tornos Existen varios tipos de tornos: 3. que facilitan el agarre de las piezas con la mano. que van sujetadas al plato de garras. evitando así su deslizamiento.2.6.3. Tornos paralelo (Universal): Es aquel donde el eje de volteo es paralelo a la bancada y adopta la relación pieza herramienta posiciones de 360° 3. tienen un solo husillo varias herramientas.6. El más empleado es de 1mm por 45º que se hace rebajando directamente las aristas con un útil adecuado. .6. el objetivo es obtener superficies rugosas.6. Tornos Revolver Se les utiliza para producir grandes cantidades de piezas iguales. Chaflán El chaflanado es una operación de torneado que consiste en rebajar aristas o extremos de la parte exterior e interior de una pieza para evitar cortes con los mismos y a su vez facilitar el trabajo y montaje posterior de las piezas. Moleteado Operación que consiste en imprimir estrías sobre la pieza con una herramienta especial de rodillos. y que por sus tamaños o peso harían difícil su fijación en un torno horizontal 3. (Aguilar 2013) 3. existen tornos CN que pueden tener una torre revolver hasta con 60 herramientas. Tornos CNC son aquellos gobernados por un cerebro programable. ranuradas.7. La fresadora permite realizar operaciones de fresado de superficies de las más variadas formas: planas. Fresadora Horizontal Característica La herramienta o fresa se coloca sobre un eje horizontal. El fresado es una operación de corte interrumpido.1. que se ubica en el husillo principal.6. Clases de máquinas Fresadoras 3. los dientes de la fresa entran y salen del trabajo durante cada revolución. Proceso de Fresado Proceso de arranque de material que se obtiene mediante la traslación de una herramienta cilíndrica rotativa con filos cortantes mientras gira alrededor de su eje. Está constituida por una columna donde una fresa cilíndrica es soportada en un extremo y en el otro por un rodamiento. Difiere del taladrado en el que la herramienta de corte avanza en dirección paralela a su eje de rotación. Pueden maquinar ejes de cualquier tamaño y forma. se controlan por medio de cintas magnéticas o consolas de computadora. hélices etc. Limitaciones . realizan trabajos con varias herramientas a la vez.3.5.(Pyrosis 2011) 3.7. engranajes. cóncavas. La función principal de este dispositivo es la producción de ranuras de distinto grosor. básicamente orientado al mecanizado de piezas prismáticas.1.7. La herramienta de corte en el proceso de fresado se le denomina fresa o cortador para fresadora y los bordes cortantes se le llaman dientes. llamados de control numérico Computarizado.1. 1. Generalmente se le utiliza en la industria metalmecánica para la producción de piezas metálicas. 3. tiene la particularidad de subir la mesa con la pieza o que el cabezal descienda hacía la mesa de trabajo. . Fresadora Vertical Característica Son las que poseen el husillo portaherramientas de modo que la fresa gira sobre su eje horizontal y perpendicular a la pieza. moldes de plástico etc. matrices para la fundición.7.4. Limitaciones El elevado costo y las dimensiones de las piezas que se pueden trabajar. Una bondad de esta herramienta es la posibilidad de desplazarse verticalmente.7. Limitaciones La fuerza perpendicular a la que se puede someter la fresa por la mesa de trabajo. Fresadora Copiadora Característica Este tipo de fresadora está conformada con dispositivos que nos permite mecanizar piezas de forma compleja sin necesidad de hacer trazos previos en el material que se ha de maquinar. 3. ya que estará en función a la distancia de la herramienta y al eje de la máquina.2.1. 3. Tiene la particularidad de contar con un brazo que puede utilizarse para ubicar fresas en un eje horizontal y un cabezal que permite sujetar fresas verticales para maquinado.La profundidad de penetración del maquinado a la que puede trabajar la fresadora.3. Fresadora Universal Característica Es la combinación de una fresa horizontal y una vertical.1. para lograr el avance de la pieza.7. Trabajos en Máquinas Fresadoras En las fresadoras universales utilizando los accesorios adecuados o en las fresadoras de control numérico se puede realizar la siguiente relación de fresados:  Planeado  Fresado en escuadra  Cubicaje  Ranurado recto  Ranurado de forma  Ranurado de chaveteros  Fresado de cavidades  Fresado de engranajes  Fresado frontal  Fresado Circular (Bavaresco 2010 ) .2.7.3. Operaciones de Taladrado y de Cepillado Introducción al tema Tienes conocimiento sobre Operaciones de Taladrado y de Cepillado? De todos los procesos de maquinado. (Johnguio 2013) 4. esta velocidad esta en función del tipo de la broca.1 Definición de Taladrado El taladrado es un proceso de maquinado que tiene por objeto producir agujeros cilíndricos o cónicos en una pieza cualquiera. en esta semana abordaremos temas como su definición.Tema 4. También se le llama "velocidad superficial". B) Velocidad de rotación de la broca (N): esta velocidad regularmente se expresa en revoluciones por minuto (rpm). del material de la pieza a mecanizar y de las condiciones del maquinado. utilizando como herramienta una broca. Estas ranuras pueden ser helicoidales o rectas. 4. . o bien como mm de penetración / min de trabajo. explicaremos los tipos de taladro y que trabajos se pueden realizar con esta máquina herramienta. el taladrado es considerado como uno de los procesos más importantes debido a su amplio uso. y se calcula a partir de la velocidad de corte y del tamaño o espesor de la broca. C) Velocidad de Avance (F): Es la velocidad de profundidad de la broca en la pieza a maquinar. En cuanto al Cepillado es una operación con desprendimiento de viruta el cual se le utiliza para el maquinado de superficies horizontales y verticales. se expresa en m/min.2. La broca es un útil de corte circular presenta bordes y ranuras de corte las cuales se extienden por todo del cuerpo de la broca. Parámetros de corte del Taladrado A) Velocidad de corte (Vc): Es la velocidad lineal en el perímetro de la broca. Se expresar de dos maneras: como mm de penetración por revolución de la broca. consiste en un proceso de maquinado por el cual produce agujeros utilizando una broca. las cuales sirven de conductos para la salida de las virutas y para agregar el refrigerante de corte en el proceso de taladrado. (Arias 2012) 4. Con este movimiento del cabezal.D) Tiempo de taladrado (T): Está determinado por el tiempo que tarda la broca en perforar un orificio. las cuales tienen una posición fija del husillo. Taladro de Columna Esta máquina se caracteriza por la rotación de un husillo vertical. aquí se incluye el tiempo de aproximación inicial de la broca a la pieza.2. presenta una posición fija y esta soportada por un bastidor. 4.3.3. E) Fuerza específica de corte: Son las medidas que se necesitanpara poder calcular la potencia y así realizar un maquinado. un porta broca. al contrario de las maquinas taladradoras de columna. está fuerza está en función del avance de la broca. se taladrar en cualquier lugar dentro del alcance de la máquina. como se indica en la figura. manivela de control. entonces se emplea el taladro horizontal . un soporte de sujeción y la base del taladro.3. La mayor parte del taladrado se hace verticalmente porque es preferible contar con la ayuda de la gravedad al hacer avanzar la broca. Representan un adelanto tecnológico para poder resolver problemas de fabricación.3.3. pero en algunos casos es imposible o inconveniente colocar la pieza para taladrado vertical. la columna y la base del taladro. el husillo. La máquina taladradora de columna se compone de: un cabezal. la mesa de trabajo.Tipos de Taladros 4.1. 4. de la dureza del material y de las propiedades de la herramienta. Estas máquinas se fabrican para operaciones de taladrado en general con el husillo montado horizontalmente. de la velocidad de corte. como se indica en la siguiente figura. Opera de manera independiente a la mesa de trabajo y a la barra portadora de la herramienta. el taladro radial está compuesto por un husillo. Taladro Radial Se le reconoce porque presenta un brazo radial permitiendo colocar el cabezal a diferentes distancias de la columna y a la vez permite una rotación del cabezal alrededor de la columna. Taladro Horizontal Es una máquina que se utiliza para dar terminado a barrenos previamente ejecutados o para hacerlos más grandes. 4. Avellanado Es un proceso que permite maquinar orificios que con anterioridad han sido taladrados.2. Taladro múltiple Consiste en una serie de husillos colocados en una mesa larga y común. Su función está basada en la producción en serie y efectúa orificios uno tras otro sobre una pieza que va avanzando de operación en operación a través de todos los husillos.4. Tipos de Trabajos de Taladrado 4. La barrena es un útil que no tiene punta y que presenta varios filos.(Velasco 2006) 4. montados sobre una base común.4.3. Ejem. 4. pero sobre la misma pieza que se está mecanizando .1. cabezales y husillos estándar. más que de perforación.4. La herramienta avellanadora presenta varios filos y el trabajo de desbaste que se realiza es menor que en el taladrado normal. Tiene la particularidad de que en cada uno de estos husillos se hace una operación diferente. Rimar guías de culatas. . Los taladros de husillo múltiples facilitan la ejecución de una secuencia fija de las operaciones de taladrado por medio del desplazamiento de la pieza a lo largo de la mesa. que se realiza para obtener un buen acabado interior del taladrado.3. son considerados como operaciones de ajuste. 4.3. Escariado El escariador es un útil compuesto por una diversidad de filos múltiples y rectos pero de una longitud irregular para evitar el rayado del orificio. Taladro con husillos múltiples Las máquinas de husillos múltiples están compuestas por dos o más columnas.4.5. usualmente los taladrados terminan por medio de operaciones de escariado.4. Barrenado Es un proceso de Perforación de orificios pasantes con un acabado de precisión. con esta máquina se puede taladrar cierto número de agujeros en un lugar preciso de la pieza y al mismo tiempo 4. el tornillo de ajuste se le utilizara para cambiar la posición de la carrera y la palanca de fijación mantendrá el carro en una posición fija. Las maquinas cepilladoras solo presentan un tipo de movimiento de su brazo éste es de ida y vuelta. Mandrinado Es una operación de maquinado que se realiza en orificios de piezas ya perforadas para obtener una mayor precisión dimensional. Ésta cuchilla se fija a un dispositivo. empujando la herramienta de corte de un lado a otro de la pieza. esta tiene movimiento de ida y vuelta. (Concilio 2011) 4. . Operaciones de Cepillado La cepilladora para maquinar metales se hizo con la finalidad de remover piezas metálicas para crear superficies planas de forma horizontal. Las maquinas cepilladoras emplean una herramienta de corte de forma de punta. Perforación El proceso de perforación consiste en confeccionar un agujero que tiene un acabado de desbastado. estos pueden ser perforaciones rectas o cónicas.4. Cuando regresa. 4.6. sostiene la porta herramienta y al dispositivo que permite que el útil de corte se eleve ligeramente durante el recorrido de regreso. (Eraso 2008) 4. y también para confeccionar roscas interiores. vertical o inclinada. Partes de la Cepilladora/Limadora y su función A) El carro: es el que determina el recorrido desde la parte de adelante hacia atrás a la herramienta de corte. la mesa y la pieza avanzan la cantidad deseada para el siguiente corte. fijado a su vez a una corredera. y se le utiliza para maquinar agujeros cilíndricos como cónicos. Además permite girar a ésta a cualquier ángulo deseado.4.5.5. Con la carrera de regreso. mientras que los movimientos para dar la profundidad del corte y avance se dan por medio de la mesa de trabajo. geométrica o una menor rugosidad superficial.4. dónde la pieza a maquinar se sujeta a un tornillo de banco. la herramienta regresa a la posición inicial. igual a la que se utiliza en el torno. B) El cabezal giratorio: es aquel que está posicionado sobre el carro. Está conformado por un dispositivo que fija la posición del carro y un cabezal giratorio.4. La carrera de la corredera hacia adelante constituye la carrera de corte. 1 mm. Las herramientas que son 3 o 4 van colocadas en la parte superior y a los lados de la mesa y si se requiere pueden trabajar todas simultáneamente. H) Tuerca candado del regulador de la carrera: se usa para mantener el mecanismo en una posición fija.7. este tipo de herramientas lo poseen los cepillos de fosa y los cepillos grandes del tipo de mesa. las dimensiones de la mesa alcanzan los 4 metros de ancho por 10 metros de longitud. mediante un mecanismo de doble herramienta por cada porta herramientas. G) El tornillo para regular la carrera: es el que ajusta la longitud de la carrera que se necesita. se encuentra posicionada al nivel del piso. C) Cepilladora de fosa Es la cepilladora más grande que se fabrica. La mesa. es el más utilizado por ser el tipo más pequeño y su máxima carrera alcanza aproximadamente 1. E) Eje roscado vertical: se utiliza para subir o bajar la mesa F) La mesa: está sujeta al puente y es donde se fija la pieza que va a ser maquinada. Las herramientas que son del tipo universal van montadas en el travesaño que se desplaza a lo largo de la mesa sobre dos guías situadas a los costados. D) La manivela de avance lateral: se usa para mover la mesa en forma longitudinal debajo de la herramienta. B) Cepilladora de mesa La capacidad de esta máquina se mide en función de la longitud de la mesa que oscila aproximadamente entre 1 y 3. (Orlando 2012) 4. D Cepilladora universal Se le denomina así porque sus herramientas pueden maquinar en las dos carreras. Clasificación de las Cepilladoras A) Cepilladora de codo Se le denomina también limadora. Este tipo de porta herramienta se adapta a maquinas grandes debido a que el tiempo en cada carrera es muy grande y de esta manera el tiempo de fabricación se reduce casi hasta la mitad. el mecanismo de transmisión de movimiento principal es proporcionado por medio de un sinfín que está colocado en el extremo de la mesa. En este tipo de máquina la herramienta se desplaza longitudinalmente en un movimiento de ida y vuelta y la pieza a mecanizar permanece siempre estática sobre la mesa de trabajo. avance y retroceso. que porta la pieza. se desplaza a lo largo de la base sobre unas guías en forma de V.5 m.C) La manivela de avance hacia abajo: se encarga de proporcionar la penetración o ajuste a la herramienta de corte en las unidades marcadas en el anillo graduado de 0. .5m. (Chacón 2004) 4. consiste en arrancar en forma lineal la viruta de la superficie plana de la pieza a mecanizar. Las operaciones más frecuentes son: a) El planeado: es un mecanizado de desbaste. es circular y esta graduada en grados o decimas de grados por medio de una escala vernier. Operaciones que realiza la limadora Son muy similares a las de las cepilladoras para mecanizar en general piezas más pequeñas.E) Cepilladora vertical Llamada también perfiladora vertical. el movimiento principal del carro se desplaza en posición vertical. Su mesa está colocada debajo del carro y perpendicularmente. e) Perfilado: consiste en una operación de desbaste que se realiza en superficies perfiladas.8. además de tener un giro de 360º. Es una maquina muy útil para hacer ranuras interiores o cortes verticales por la naturaleza de la pieza. c) Escalones: es una operación que consiste en confeccionar gradas o escalones rectos en ángulo de 90°. de generatrices rectilíneas (Bavaresco) . b) El ranurado: es una operación que consiste en confeccionar canales chaveteros en ejes o poleas. d) Chaflanes: es una operación mediante la cual se hace un rebaje en la arista de una pieza que se está maquinando. usualmente después de una operación de rectificado va uno de pulido. y por otro lado llevan las dimensiones de una pieza a las tolerancias especificadas según su diseño. rectificadora de superficies planas. utilizada para conseguir maquinados de exactitud tanto en longitudes como en acabado superficial. que son utilizadas cuando se realiza una reparación de un motor de combustión interna y se hace necesario la rectificación de sus partes. con la finalidad de controlar la temperatura y para cubrir las piezas de corte. aluminio y fundición. rugosidad. dejando solamente un pequeño excedente de material para que la rectificadora lo pueda eliminar con facilidad y precisión (Josué 2009) . bielas. La máquina utilizada para rectificar se llama rectificadora. circularidad. cigüeñales. La herramienta con la que se rectifica se llama muela o piedra de rectificar. cuando se realiza estos tipos de mecanizado es necesario que la pieza que se está trabajando sea refrigerado con un refrigerante de corte para maquinado. o por tratamiento térmico de mucha importancia para el acero.Tema 5.1. Máquinas Rectificadoras Introducción al tema Tienes conocimiento sobre las Máquinas Rectificadoras? El rectificado tiene por finalidad corregir las fallas de forma y dimensión que se producen durante las operaciones de mecanizado de piezas. como son: de motores. culatas. etc. Definición de Máquina Rectificadora Es una máquina herramienta. piezas a maquinar contra la corrosión y oxidación. ya que las piezas se calientan y se luego se enfrían con lo cual sufren deformaciones relativamente pronunciadas. También veremos los procesos con Abrasivos Recubiertos. 5. bronces. Por lo general las piezas que se maquinan son de acero endurecido mediante tratamiento térmico. se utiliza para este proceso discos abrasivos. En esta semana estudiaremos las diferentes maquinas rectificadoras existentes en el mercado. Hoy en día este proceso también se aplica a piezas de acero sin templar. Con el rectificado también se corrigen: excentricidad. En la actualidad el mercado demanda maquinas rectificadoras de gran precisión para poder realizar diferentes operaciones con un buen acabado superficial de la pieza y de calidad. como el bruñido o lampeado. Las partes de las piezas que se someten a rectificado han sido mecanizadas previamente en otras máquinas herramientas antes de ser endurecidas por tratamiento térmico. válvulas. etc. ranuras. Tipos de Rectificado a) Rectificado Plano con Muela Frontal Se da cuando el abrasivo gira sobre un husillo vertical. b.4. Trabajos con Abrasivos La herramienta de corte que se utiliza para el acabado superficial final de las piezas se denomina muella. perfiles. se obtienen superficies cilíndricas y cónicas con muelas cilíndricas radiales. que representan los siguientes métodos de rectificado: a.5. se pueden obtener superficies de revolución (cilíndricas y cónicas.. trabaja en forma plana contra la pieza desplazándose con un movimiento rectilíneo. trabaja de costado sobre la pieza desplazándose con un movimiento circular y pendular. el bruñido. superficies inclinadas. El mecanizado por abrasivos ha precedido al mecanizado por arranque de viruta. exteriores e interiores) y superficies planas..3. 5. . Usualmente se le utiliza para trabajos de alta precisión en superficies planas sencillas. Similar al fresado frontal. b) Rectificado Plano con Muela Tangencial Es cuando La piedra gira sobre un husillo horizontal.Rectificado tangencial. o piedra abrasiva. Similar al torneado y cepillado. logrando en algunas máquinas un buen acabado y una elevada precisión. Esta herramienta es la única que permite mecanizar piezas muy duras para darles un acabado con precisión según las tolerancias preestablecidas de la pieza a mecanizar. súper acabado etc. se obtienen superficies planas con muelas cilíndricas tangenciales.2. y consiste en eliminar material de las piezas metálicas mediante la desintegración de los cristales cortantes de la piedra.Rectificado frontal. por frotamiento entre ambas partes. y se obtiene mediante distintas operaciones de mecanizados como: el rectificado. Métodos de Rectificado Semejantemente al mecanizado por arranque de viruta. lapidado. (Castro 2010) 5. superficies planas. Usualmente se le utilizan para la eliminación rápida del material. d) Rectificado Cilíndrico Interior El proceso de rectificado se realiza en el interior de una determinad pieza. la piedra también gira en la misma dirección cuando entra en contacto con la pieza. Rectificadoras para piezas Cilíndricas Exteriores La máquina de rectificar superficies de forma cilíndricas exteriores y cónicas solo se compara con el torno paralelo de cilindrado entre puntas. como casquillos.Bancada guía del carro porta muela c.1. pines de bielas.5. que en vez utilizar una herramienta o cuchilla usa piedras cilíndricas. dependiendo de la dureza del material a maquinar y del diámetro de la pieza. El proceso se realiza por dos piedras que giran en el mismo sentido. generándole el movimiento. Clases de Maquinas Rectificadoras Teniendo en cuenta su uso.Carro cabezal porta muela .. que en el medio se coloca la pieza a maquinar. La piedra abrasiva es siempre de menor diámetro que el ancho de la pieza... (Barragán y Rojas 2013) 5. Los mecanismos de esta rectificadora la componen: a.5.c) Rectificado Cilíndrico Exterior El proceso de rectificado se realiza en la superficie externa de la pieza que se encuentra sujetada entre centros. e) Rectificado sin Centros Son aquellas máquinas que rectifican piezas cilíndricas de dimensiones pequeñas. que está inclinada un cierto ángulo de entre 1 y 5 grados.Cabezal porta piezas d. las máquinas rectificadoras pueden clasificarse de acuerdo con el siguiente criterio: 5. la cual permite la rotación de la misma. Un dispositivo metálico es lo que sostiene a la pieza.Mesa desplazable y orientable b. impulsada por el movimiento de la piedra de arrastre.. sin estar sujetada (por eso el mecanismo se denomina “sin centros”) que gira en sentido opuesto al de las piedras. A su vez. existe la posibilidad de ejecutar pequeñas superficies planas. posee un movimiento circular alrededor de un eje excéntrico llamado de rodadura. Existen además otras formas de máquinas para rectificar interiores llamadas de movimiento planetario.5.5. En las rectificadoras cilíndricas para exteriores.2.Bancada o base. En estas máquinas. En tal caso. cilíndrica. Para rectificar superficies cónicas suaves (conos largos). Rectificadoras para piezas Cilíndricas Interiores Son llamadas rectificadoras de agujeros. como es el refrentado de las superficies laterales del cubo de una rueda dentada. y plana. ellos se ejecutan sobre máquinas rectificadoras cilíndricas exteriores con mesa móvil. se compara a un torno exclusivamente para trabajos al vuelo.. 5.Pieza colocada entre puntas f. la contrapunta y la pieza. la cual gira en un plano horizontal pivotando alrededor de un eje vertical junto con el cabezal.. 5. Esta máquina está diseñada para rectificar agujeros. como así también las carreras útiles de trabajo. Rectificadoras Universales Son aquellas que están diseñadas para rectificación interior. para aquellas piezas que no puedan girar.. para lo cual habrá que regular las velocidades de ambos abrasivos.e. con la cara tangencial del abrasivo. cónica.3. . y superficies planas. con una de las caras laterales del abrasivo. y en donde no presenta contrapunto. donde la piedra además de girar a gran velocidad en torno a su eje. se utiliza una piedra de copa trabajando de forma lateral. sin tener la necesidad de desmontar la pieza a mecanizar. es posible someter a una pieza a dos operaciones simultáneas de rectificado.Muela abrasiva g. exterior. se utilizan abrasivos de vaso.5. con eje vertical y movimiento planetario.5. El diámetro de la muela debe ser mayor que el ancho a esmerilar. 5. Rectificado de Motores Las piezas que conforman un motor de combustión interna debido al rozamiento entre sus piezas y al calor que tienen que soportar. Se realiza el rectificado en piezas como: los cilindros del bloque motor. y carro cabezal porta muelas móviles y corredizas. y dada la gran superficie de contacto. En este tipo de máquinas. cigüeñales. las cuales se prestan en especial para el esmerilado de planos interrumpidos y de superficies accidentadas.4. de taza ó de sectores segmentados. y se construyen con una mesa longitudinal rectangular ó con mesa circular redonda. (Castro 2010) 5.5. La particularidad de este sistema de esmerilado tangencial es que. . El husillo del abrasivo está posicionado horizontalmente y es paralelo a la superficie de la mesa. se adopta el criterio de una mesa fija y pieza inmóvil. trabajan con la superficie cilíndrica del abrasivo en forma tangencial. deben usarse muelas blandas. para corregir estos desgastes y deformaciones se utiliza la técnica del rectificado que consiste en el mecanizado de las piezas.En la práctica. pero una gran finura en el acabado superficial.6. a fin de proveer el movimiento de penetración. sufren un desgaste. siendo muy pequeña la superficie de contacto entre pieza y abrasivo. Dado que se utilizan para superficies largas y muy pesadas. 5. siendo accionado por un motor individual y desplazable en altura. árboles de levas. se alcanzan rendimientos de producción reducidos. asientos de válvulas. hasta igualar las superficies de contacto y darles un acabado que disminuya el rozamiento y favorezca la lubricación de los órganos en movimiento. teniendo la mesa igual que las rectificadoras planas horizontales. Rectificadoras Planas Verticales Este tipo de máquinas están diseñadas con el árbol porta abrasivos dispuesto verticalmente. las rectificadoras universales están equipadas para rectificar conos y pequeñas superficies planas. Rectificadoras Planas Horizontales Son muy similares a las fresadoras. etc. (Pinto 2013) 5. El rectificado es recomendable en piezas donde el coste del recambio es elevado.1. cigüeñales. Para el rectificado de motores se utiliza una maquinaria específica. o la rectificadora utilizada para rectificar culatas.6. que causan fallas en el funcionamiento del motor. ¿Cuándo rectificar un motor? El mecánico decidirá si merece la pena hacer esta reparación o bien se decide por el recambio de la pieza por otra en perfecto estado. como pueden ser las utilizadas para rectificar los cilindros del motor. La decisión de rectificar una pieza depende de los siguientes factores:  Se consultara el manual del fabricante del vehículo si permite el rectificado de la pieza en cuestión. Se sustituyen las cuchillas o fresas por muelas abrasivas. maquinaria agrícola y de obra públicas. contrayéndose cuando el motor se enfría El recalentamiento de la culata generar además la formación de fisuras y grietas.El rectificado es una técnica de mecanizado es idéntico al realizado por fresadoras y tornos. o la rectificadora para cigüeñales. Si vemos que es factible el rectificado pasaremos al siguiente paso. si es superior al de una pieza de recambio nueva. como por ejemplo: culatas. donde la vida útil del vehículo es muy superior a la del motor. diseñada para el trabajo en las distintas piezas del automóvil. que consiguen un acabado superficial más fino y una medida final más exacta. por lo cual . tenemos que ver hasta qué punto podemos hacerlo y si estamos dentro de tolerancias. no se recomienda la operación de rectificado.  Tenemos que saber el precio que nos supone el rectificado. Si el fabricante lo permite. ya que tiende a dilatarse y deformarse progresivamente. También se recomienda en vehículos pesados: camiones. bloque motor. Rectificado de la culata La culata del motor se encuentra expuesta a muy altas temperaturas es por esta razón que es una de las rectificación más frecuente que se realiza de las piezas que conforman un motor. Este rozamiento produce una conicidad en el interior del cilindro y un ovalamiento del diámetro interior. solo es necesario efectuar una operación de pulido.2. conicidad y ovalamiento del bloque con un alexómetro. rigidez y buena conductividad térmica. Rectificado del Bloque Motor El proceso de rectificado en el bloque motor se realiza en el interior de los cilindros y en la superficie de la cara del bloque que se une a la culata. Cuando los cilindros presentan poco desgaste. porque afectará a la cámara de combustión y a la compresión del motor. cualquiera que sea su desgaste. En el proceso de rectificado del bloque motor hay que tener en cuenta:  Medir el desgaste.006“. además de un juego de galgas calibradas que permiten obtener su espesor. en su misma potencia. Cuando la conicidad o el ovalamiento del cilindro superen los 0. en caso contrario se deberá proceder al rectificado bajándole la menor cantidad posible.05 milímetros. El nivel de deformaciones debe ser menor a los 0. 5. La principal causa de la rectificación es el desgaste que se produce por el rozamiento de los anillos de los pistones sobre la pared del cilindro. brindándole resistencia. primero se debe utilizar una regla metálica que mide la planitud respecto al apoyo en el bloque.es recomendable realizar un rectificado según las especificaciones técnicas del fabricante. para que mantenga los cilindros del block su misma cilindrada y. esta operación se le denomina Bruñido.15 mm ó 0. La culata es una pieza de un costo muy alto. es recomendable rectificar los cilindros del motor. . Para realizar el rectificado de una culata. hecha mediante fundición y utilizando aleaciones de hierro fundido.  Verificar que el fabricante permite el rectificado y que ofrece las medidas y piezas de una posible rectificación  La operación de rectificado debe realizarse en todos los cilindros a la misma medida.6. primando el uso de aluminio. Esta operación se realiza con una máquina pulidora de cilindros que tiene un eje giratorio provisto de una cabeza con tabletas de abrasivo que se introduce en el cilindro perfectamente centrado con él. En el peor de los casos se deberá reemplazar por otro nuevo. En algunas oportunidades se deforman los apoyos del cigüeñal o las muñequillas y. se hace girar la válvula sobre su eje. Este desgaste se verificara con un micrómetro (figura inferior). Se recomienda que el cigüeñal sea rectificado lo menos posible para que la superficie de apoyo del cojinete no baje demasiado. se comprueban por medio de un reloj comparador. tendrá que contar con las especificaciones técnicas los brindadas por el fabricante. haciendo unas cuantas medidas en los puños del cigüeñal. así como en las bielas. El cigüeñal no tiene que presentar ralladuras ni hendiduras de ninguna clase. Rectificado de válvulas y asientos de válvula El desgaste entre el vástago de la válvula y su guía.  Cuando el desgaste de un cilindro sobrepasa la tolerancia permitida y que no existe la posibilidad de rectificado. observando si existen desviaciones de la aguja del reloj. Volviendo el motor a su cilindrada estándar. este rebaje no debe sobrepasar el 1 mm al rectificar. que consiste en instalar nuevas camisas en el cilindro. estando la válvula montada en su guía o alojamiento. pues a medida que se baja. para lo cual. se produce un desgaste. Después de haber realizado una inspección al cigüeñal se debe proceder a comprobar el desgaste de los puños de biela y bancada. Si la luz es excesiva. 5.6.3.15 mm. o posibles deformaciones del vástago. sube la presión unitaria. 5. en este caso.4. deberá procederse al encamisado del block. tal como indica en la figura inferior.6. El espacio entre el vástago y su guía se comprueba moviendo la válvula lateralmente (figura inferior). Las lecturas que se obtuvieron en ambas lugares determina el espacio existente. Rectificado del Cigüeñal El cigüeñal al girar sobre sus cojinetes de apoyo o bancada. Para realizar la comprobación. cuyo palpador se pone en contacto con el borde de la cabeza de la válvula. se procede a su rectificado y a la colocación de nuevos cojinetes de mayor diámetro. que cuando es excesivo obliga a cambiar los cojinetes. para alejarla y acercarla del reloj comparador. si el vástago o cabeza de válvula están deformados y es preciso sustituirla. se . que no debe de sobrepasar los 0. y consiste en quitar material del asiento hasta dejarlo liso. está máquina se encuentra equipada con accesorios de centrado y herramienta de mandrilar y ajuste precisos para sujetar la herramienta. colocando entre ambas una pasta de esmeril de grano suave y fino. Para comprobar que las superficies quedan con un acabado afinado. para que la válvula encaje correctamente con él asiento. Esta operación consiste en frotar sucesivamente la cabeza de la válvula contra su asiento. Entonces quedara el orificio del muñón. sino lo está entonces se procede a rectificar. Las bielas deben ser colocadas en una maquina especial.sustituirá la guía volviendo a realizar la verificación. se le rectifica el asiento del buje de biela.02 a 0. En caso de excederse con la nueva guía.6. se asegura. En algunas ocasiones cuando existen deformaciones. Una vez rectificado el diámetro. (Medina 2010) 5. se procede a bruñir las paredes de los cojinetes de la biela con un disco de material de diamante. Una vez finalizada la operación de rectificado de válvulas y asientos. después con un abrasivo se da el diámetro uniforme dependiendo de la medida de los moñones de biela para los cuales está trabajando esta biela. La tolerancia de montaje entre guía y válvula es de 0.5. basta con marcar una pasta ó azul de plucia sobre el asiento y frotar contra él la válvula en seco. se deben atornillar el cojinete inferior junto con el conjunto de biela superior. que deja un acabado suave para que las piezas móviles trabajen perfectamente. este orificio se le mide su diámetro para ver si se encuentra uniforme.06 mm. se remplazara la válvula. La operación de rectificado de los asientos de válvula se efectúa utilizando fresas o piedras abrasivas adecuadas. tal como se muestra en la figura inferior. Además. cuyo ángulo de inclinación coincida con el asiento (generalmente de 45º). (Vargas y Rodríguez 2007) . es necesario asentarlos con el fin de conseguir un mejor acople entre válvulas y sus asientos. Rectificadora de Bielas Esta máquina se usa para rectificar y reacondicionar agujeros del buje de biela (ojo de la biela y buje de bronce) de motores de combustión interna. Luego todo el conjunto se monta en la máquina. pequeña y no metálica capaz de remover pequeñas cantidades de material de una superficie mediante un proceso de corte con un desprendimiento de virutas minúsculas. bielas. cortar tramos de perfiles estructurales y barras. dando un acabado altamente reflectivo. En este proceso se utiliza un compuesto lubricante viscoso filtrado. Es muy utilizado en la fabricación de camisas de motores. y para limpiar paredes con chorro de agua o aire que contenga partículas abrasivas. cuyo objeto es mejorar una superficie ya rectificada. con el uso de un material abrasivo duro.7. la elevación de la precisión y calidad superficial. para quitar cordones de soldadura. Procesos con Abrasivos Recubiertos Es un material de gran dureza.1. El bruñido es una operación de acabado final de la superficie interior de una pieza cilíndrica. Se le utiliza para terminación de diámetros interiores. logrando acabados de gran exactitud en las dimensionales de una pieza. Bruñido El bruñido es un proceso de acabado con arranque de viruta el cual. etc. . permite lograr en una pieza rectificada previamente. para dar una acción de corte más suave y eliminar el material que se haya desprendido. Existen gran número de métodos de trabajos mecánicos de alta precisión. para dar forma a materiales no metálicos tales como cerámicos y vidrios. además de mejorar la redondez del cilindro. Por ser duros se utilizan en procesos de acabado para partes muy duras o con tratamiento térmico. diámetros interiores de engranajes. o las lijas para alisar superficies y aristas agudas. este tipo de trabajo consiste en pulir y mejorar la superficie con relieves y/o surcos unidireccionales por medio de piedras bruñidoras. Ellos son: 5.5. Produce una suavidad de las partes altas de la superficie rectificada. Las herramientas que se utilizan en el bruñido se denominan piedras o barretas abrasivas.7. por ejemplo. Entre los abrasivos más usados tenemos: las piedras. concreto. o muelas de esmeril para afilar cuchillos. gracias a un movimiento de zig zag. Lapeado El proceso de lapeado consiste en interponer polvo abrasivo entre las piezas y las herramientas que efectúan la presión mientras se someten a movimientos rotativos y a cambios continuos de dirección. Por lo tanto constituye la operación final de arranque de material mediante la cual las piezas adquieren el tamaño deseado dentro de las tolerancias más estrechas de exactitud. .2. y con el acabado más fino que pueda obtenerse por cualquier otro proceso.3. y se halla montado en el extremo del eje de la máquina. Para la generación de superficies cilíndricas lapidadas. la cual engendra superficies lapidadas planas y cilíndricas. Las diferencias esenciales entre lapidado y rectificado estriban en la velocidad y en la trayectoria de corte del abrasivo.5. El líquido de frotación empleado está formado por un polvo abrasivo muy fino mezclado con aceite. y petróleo para acero templado. y el fin de este tipo de terminación es el de mejorar la calidad de una superficie. Súper Acabado El súper acabado es un proceso que utiliza como herramienta muelas de grano muy fino donde se emplea gran cantidad de líquido y reduciendo en forma graduada la acción de los cristales abrasivos hasta que se forme una capa protectora. y operando con una abundante lubricación: aceite ligero para metales blandos y aceros dulces. eliminando las marcas dejadas por el rectificado de tal forma que. La trayectoria del abrasivo es una curva que se encuentra a sí misma. el abrasivo traza hélices de pasos contrarios. 5. La desaparición de marcas. y mejorando la resistencia al desgaste. el abrasivo traza una serie de curvas paralelas en forma de 8. apenas la operación alcanza un cierto grado de perfección en el acabado de superficies. con un ángulo de 30°.7. empleando granos cada vez más finos. gas oil para fundición.7. Para la generación de superficies planas lapidadas. El útil de lapidar tiene la forma de un cilindro. rayas ó estrías dejadas en la rectificación es posible. hace que disminuya el rozamiento entre dos superficies en contacto deslizante. todo esto para obtener la mejor ventaja en mantener la baja la temperatura. cilíndricas y cónicas exteriores e interiores.Disminuir la energía utilizada por la herramienta de corte para realizar el trabajo de maquinado. este se utiliza en chorro continuo sobre el área directa donde se hace el corte.Limpiar el área de corte de virutas. Refrigerante de Corte para Maquinado Para efectuar un mejor proceso de maquinado se utiliza refrigerante de corte..Servir como Lubricante en las piezas de corte y las piezas que son maquinadas para evitar desgastes innecesarios. siendo el primero el más utilizado. la superficie resultante queda perfectamente lisa. y acabado interior de cilindros de motores a pistón. pudiendo llevar varios aditivos (antioxidantes. 3.. 5. para lo que se utilizan aceites. emulsiones y soluciones. anticorrosivo etc. vegetal o sintética. (Pérez 2010) 5. polvo y escoria que se pueda juntar. . solubilizadores. superficies planas. son de forma líquida. Estos fluidos. Se encuentran formulados en base a un aceite de base mineral..Su función es la de controlar la temperatura. 2.Ayuda a tener un mejor acabado a las piezas maquinadas.. Los fluidos de corte se utilizan en las operaciones de mecanizado por arranque de viruta. se aplican sobre la zona de formación de la viruta.).Cubrir las piezas de corte y las piezas a maquinar contra la corrosión y oxidación. ayudar a mantener en temperaturas bajas los elementos de corte a maquinar. 4.Si bien este proceso es muy costoso. 6..8. Debe tener una baja viscosidad y un elevado calor específico.. Las operaciones posibles con estas máquinas se extienden a ajustes deslizantes y giratorios de alta precisión. Las características principales que debe cumplir un refrigerante de corte maquinado son: 1. Refrigerantes hechos a base de aceites vegetales. Refrigerante de corte elaborado a base de aceites emulsionables. 3. En los cuales se encuentran los aceites derivados del petróleo. pero tienen poco poder lubricador. estos aceites tienen un buen poder refrigerante y de protección contra la oxidación. Su uso es en maquinados de aleaciones ligeras y de rectificado. 4. Refrigerante de corte hecho a base de aceites animales. Algunos de ellos son el aceite del sebo animal y otros que se obtienen de otros animales. 2. Refrigerante hecho a base de aceites minerales. Son aceites obtenidos a partir de semillas o plantas y tienen la característica de ser buenos en lubricación y en ser refrigerantes. Se obtienen mezclando el aceite mineral con agua en varias proporciones. tienen la característica de ser buenos en lubricación y ser refrigerantes. (Siamex 2011) . pero no protegen contra la oxidación.Las refrigerantes de corte de maquinado deben tener las siguientes propiedades: Dentro de los fluidos de corte más utilizados se citan los siguientes: 1. pero no protegen contra la oxidación. la fresa y veremos sus aplicaciones en los procesos de fabricación y por ultimo haremos una comparación de la utilización entre máquinas convencionales y sistemas CNC. veremos las etapas en el proceso de mecanizado para un programador en una Maquina de Control Numérico Computarizado. En la actualidad la industria metalmecánica se ha favorecido de la tecnología CNC. máquinas de coser. gracias a su utilización se ha podido realizar de forma práctica. . En esta semana estudiaremos los elementos básicos y la aplicación del CNC. conocida como el programa. esto es. actualmente se ha introducido el control numérico en los procesos de fabricación. también describiremos la Clasificación de Máquinas con Control Numérico Computarizado CNC. el cual procesa una secuencia de instrucciones. ya que libera al operador de hacer trabajos repetitivos eliminando los posible errores en sus movimientos. entre las principales tenemos el torno. El control de los ejes de la máquina y la trayectoria de la herramienta. la adición de sistemas electrónicos a la tradicional maquinaria mecánica. rectificadoras. La tecnología CNC permite que los movimientos de la maquinaria se realicen en forma programada en lugar de realizarse a mano por el operario como era tradicional. es comandada por el CNC. maquinaria de todo tipo. etc. Máquinas herramientas de Control Numérico Computarizado CNC Introducción al tema Tienes conocimiento sobre las Máquinas herramientas de Control Númerico Computarizado? La Máquina Herramienta ha jugado un papel importante en el desarrollo tecnológico de los países.Tema 6. tornos. La tecnología CNC es ideal para la producción en serie de piezas y para realizar un mecanizado complejo y de alta precisión. que detalla los movimientos a realizar. La aplicación del control numérico abarca gran variedad de procesos y a todo tipo de maquinaria como: Fresadoras. con el objetivo de incrementar la producción y mejorar la calidad de los productos y obtener productos hasta entonces imposibles o difíciles de fabricar. 6.1. Definición de Control Numérico Computarizado Se puede definir como el dispositivo electrónico de una máquina herramienta que, mediante una serie de instrucciones codificadas (el programa), se manejan todas las funciones de una máquina haciendo que este desarrolle una sucesión de operaciones y movimientos anticipadamente establecidos por el programador de la máquina. 6.2. Elementos básicos del Control Numérico Computarizado Cada programa tiene establecido un determinado proceso a efectuar por la máquina, por lo que una misma máquina puede realizar de manera automática distintos procesos sin tener que sustituir su programa de trabajo, para que se cumpla será necesario contar con los siguientes elementos básicos. • El programa, que cuenta con toda la información de las operaciones a ejecutar. • El control numérico, que interpreta estas instrucciones, las cuales las convierte en las señales necesarias para los órganos de accionamiento de la máquina, para finalmente comprobar los resultados. • La máquina herramienta, que ejecuta las operaciones previstas. 6.3. Aplicaciones del control numérico Frecuentemente se le utiliza en las máquinas y herramienta, en máquinas de arranque de viruta y en máquinas para la conformación de metales. Se menciona alguna de ellas. • Tornos • Taladradoras • Fresadoras • Rectificadoras • Máquinas de soldar • Máquinas de corte • Prensas • Dobladoras • Plegadoras • Robots En la industria de la siderurgia, se utiliza para el control de los trenes de laminación, también se le emplea para controlar la composición de la colada de los hornos eléctricos, etc. 6.4. Ventajas fundamentales del Control Numérico Computarizado en máquinas y herramientas A continuación se mencionan las siguientes ventajas: • Reducción de tiempos de ciclos operacionales. • Ahorro en los costos de preparación. • Reducción del porcentaje de piezas defectuosas. • Mayor precisión e intercambiabilidad de las piezas. • Reducción del tiempo de inspección. • Mejora de calidad de los lotes. • Ahorro en movimiento de materiales. • Posibilidad de hacer formas complicadas. • Flexibilidad en la producción. • Ahorro en operaciones secundarias. • Ahorro de espacio. • Reducción de costos en piezas repetibles. • Las palancas son menos o desaparecen ya que los cambios de velocidad son programables. • El mecanizado se hace más centralizado. • Generalmente la evacuación de la viruta se realiza de forma mecanizada. • Posibilidad de posesionar el carro móvil en cualquier lugar de su recorrido 6.5. Desventajas de la utilización de sistemas CNC Citaremos las siguientes desventajas: • No elimina los errores por completo. Los operadores todavía se pueden equivocar al programar las actividades. • Se necesita escoger y entrenar a programadores y a personal de mantenimiento. • Presenta un elevado costo de accesorios y maquinaria. • Se hace necesario la realización de cálculos, una programación y preparación de forma correcta para un eficiente funcionamiento de la máquina. • Los costos de mantenimiento son más elevados, ya que el sistema de control y mantenimiento de los mismos es más complicado, lo que genera la necesidad de personal de servicio y mantenimiento con altos niveles de preparación. • La necesidad de mantener grandes volúmenes de pedidos para una mejor amortización del sistema. • Las herramientas de una máquina numéricamente controlada no cortan el metal tan rápido como las máquinas convencionales. • No elimina la necesidad de herramientas caras. Además, hay un gasto inicial mayor. acabados superficiales. las dimensiones.6. C) Fase de selección de máquina: aquí se estudia las operaciones que pueden efectuarse en cada una de las máquinas disponibles. F) Fase de definición de características técnicas de mecanizado: aquí se establecen las velocidades de avance.. G Fase de secuenciación de operaciones se establece el orden en que se mecanizarán las distintas fases dibujando en cada caso un croquis de la zona a mecanizar. intentando disminuir en lo posible el número de cambios de máquina y del montaje y desmontaje de la pieza. . Una vez conocido los elementos de fabricación disponibles. D) Fase de selección de herramientas: se eligen las más adecuadas para cada operación en función de las características de la misma y de las tolerancias y acabados superficiales deseados. para obtener los ciclos de mecanizado más cortos . sobre superficies planas o de revolución. las herramientas y fijaciones utilizadas. la colocación y fijación de la pieza sobre la máquina. profundidad de pasada y velocidad de corte adecuadas al material de la pieza según la máquina y herramienta utilizadas. la definición del proceso de mecanización puede dividirse en las siguientes etapas: A) Fase de estudio del plano de la pieza a fabricar: en esta fase se informa de las características de las piezas a fabricar: el tipo de material. precisos y rápidos de fijación. E) Fase de selección de diseño: se estudia. cotas. estos datos determinaran el tipo de máquinas a utilizar. etc. Por lo general sólo son de forma lineal y circular. procurando disponer del máximo de caras y superficies libres para mecanizado y para que los procedimientos sean manejables. Etapas en el proceso de mecanizado para un programador en una Maquina de Control Numérico Computarizado En la preparación del trabajo se puede establecer de cómo y qué secuencias deberá seguir el proceso para poder realizar el mecanizado de una forma segura y rápida.6. B) Fase de análisis de las operaciones elementales: el programador divide las superficies a mecanizar en tramos según el camino que las herramientas pueden seguir. tolerancias. b) Designaciones de los ejes . esto se realiza en recorridos rectos o curvos en tres dimensiones. Conceptos tecnológicos Para facilitar la utilización del equipo se han seleccionado una serie de aspectos relacionados con la tecnología de las máquinas herramientas de CNC. para construir los elementos deseados de una pieza.(Guanolisa y Sánchez 2013) 6.7. El mecanizado consiste en que el material es empujado en el cortador.1 Máquinas Fresadoras Las máquinas Fresadoras con Control Numérico Computarizado cuenta con un cortador rotativo para el movimiento de corte y un movimiento lineal para la alimentación.7. Clasificación de Máquinas con Control Numérico Computarizado CNC Son las siguientes: 6. si uno se imagina el dedo corazón de la mano derecha en la dirección del eje de la herramienta apuntando desde la pieza hacia la herramienta. a) Sistema de Coordenadas Cartesianas Para el maquinado de una pieza en una máquina fresadora. A este proceso de mecanizado se le denomina fresado. Se parte de un sistema de coordenadas cartesianas fijas en la pieza que consta de tres ejes X. Y y Z. dicho dedo estará apuntando en el sentido positivo del eje Z. En general. La pieza acabada es creada mediante la eliminación de todo el material innecesario desde la pieza de trabajo.1. (Sánchez 2010) 6. usualmente. el programador puede empezar a codificar. estos están paralelos a los ejes de la máquina. el pulgar en el sentido positivo del eje X y el índice en el sentido positivo del eje Y.1.7. o el cortador es empujado al material.Una vez definidas las etapas del proceso. esta fase de codificaciones es la que recibe el nombre de programación del control numérico. punto de referencia conocido y común entre la mordaza y la pieza. Om: Origen de medida. OM: Origen máquina. punto físico del cabezal de la máquina a partir del cual se determinan los correctores de herramientas. Es por tal razón que la mesa de trabajo se desplaza en sentido contrario al indicado para que el desplazamiento de la herramienta respecto de la pieza sea el correcto y adecuado. R: Punto de referencia. Y y Z son los ejes principales del sistema de coordenadas cartesianas. PREF: Distancia entre el origen porta-pieza (Opp) y el origen de medida (Om). es necesario que tenga definidos los siguientes puntos en su sistema de coordenadas. posición física de los carros al realizar la operación de referencia máquina. este se ubica sobre el eje X. Op: Origen pieza. En el proceso de mecanizado los movimientos en el plano horizontal (X e Y) los realiza la mesa de trabajo. mientras que el movimiento vertical lo realiza la propia herramienta. (Mondragón 2000) .Los ejes X. c) Puntos característicos del Sistema Una máquina herramienta que trabaja por control numérico. Opp: Origen porta-pieza. origen del sistema de coordenadas en los programas CNC. Por acuerdo se ha optado por denominar eje W a este dispositivo. OP: Origen programa. punto de referencia conocido y común entre la mordaza y la mesa. DEC: Decalaje del origen de programa (OP) respecto del origen portapieza (Opp). En el caso de que se utilice el plato divisor. origen del sistema de coordenadas de la máquina. a) Tornos Verticales CNC: este torno está diseñado para maquinar piezas de grandes dimensiones que se sujetan al plato de garras y que. curvas. opera mediante el control numérico de un ordenador. Han revolucionaron el mercado porque han facilitado el mecanizado de operaciones como: cortes horizontales. torno de cabezal móvil o suizo y torno automático de husillos múltiples. . lo que facilita el montaje de piezas grandes y pesadas. presenta una bancada plana. son difíciles de fijar en un torno horizontal.2 Tornos CNC El Torno CNC es una herramienta para maquinar piezas. estos equipos están diseñados para maquinar piezas especiales o lotes de producción pequeños.1. por sus dimensiones o peso. Este tipo de torno presenta un eje dispuesto verticalmente y un plato que gira sobre un plano horizontal. que consiste en un sistema de comunicación Alfanumérico en este tipo de máquinas de alta tecnología.7.2.7.En la siguiente figura se muestra la localización espacial de cada uno de estos puntos 6. los cuales antes tomaban muchas horas de maquinado para los torneros 6. el cual está incorporado dentro de la misma máquina. existen dos tipos de máquinas especiales para cada proceso: verticales y horizontales. Tipos de Torno CNC Los tornos CNC se caracterizan porque son automáticos. la mayoría de tornos de este tipo son CNC b) Tornos de Bancada Plana CNC: Este tipo de máquina herramienta Pertenecen a la rama de los tornos horizontales. Actualmente. verticales. A continuación. se citan las características de cada uno de estos equipos. el avance de los carros es menor en relación con el torno de bancada inclinada. esta última se clasifica en tornos de bancada plana o taller. El control numérico se basa en un sistema de lenguaje que se comunica a través de la emisión de ¨códigos G’’. permitiendo también el maquinado de piezas grandes. Este tipo de máquinas son muy funcionales ya que realizan trabajos de taladrado y giros. tornos de bancada inclinada o de producción en serie. usualmente combinan las tecnologías de fresado y torneado. EDM) utiliza chispas eléctricas para hacer una cavidad en una . a través de un mecanismo de palanca y de leva. industria médica. pero los procesos de maquinado.2. Centros de Maquinado Los centros de maquinado son máquinas de Control Numérico Computarizado más sofisticadas que existen.2.4. (Castro 2013) 6. En vez de cabezal. Una de sus características es que el desplazamiento prolongado del cabezal se realiza. a un dispositivo llamado seguidor. Aplicaciones de los Tornos CNC Los tornos CNC tienen una aplicación en diferentes industrias tales como: en la fabricación de maquinaria. Estas máquinas por ser de bancada inclinada. operaciones de roscado interior o exterior y estampado. En la siguiente figura se observa una aplicación de un trabajo de torno CNC.7. 6. 6. e) Torno Automático de Husillos Múltiples CNC: Se le utiliza para el maquinado de altas producciones. usualmente de relojería y para implantes dentales o quirúrgicos en titanio o en acero inoxidable. d) Torno de Cabezal Móvil o Suizo CNC: Este tipo de máquinas se emplean para mecanizar piezas con diámetros pequeños. en la industria automotriz. la máquina cuenta con un tambor con una cantidad de husillos determinado que giran a diferentes velocidades para realizar. en la industria petrolera. dado que esta máquina cuenta con dispositivos que funciona automáticamente. Cabe mencionar que las máquinas convencionales presentan las mismas aplicaciones. por contacto directo. en la producción de muebles. podemos indicar que la torreta de herramientas.7. siendo este último el elemento que impulsa. esta máquina está compuesta de varios husillos y cada uno de estos está sujetado a una barra de material.3. Máquinas EDM Este tipo de Máquina de Descarga Eléctrica (Electrical Discharge Machine. suelen ser demasiado costosos. es automática y en ella se ubican una serie de herramientas que giran.7. debido a lo largos tiempos que éstos demandan.c) Tornos de Bancada Inclinada CNC: Se caracterizan porque mecanizan grandes producciones en serie. permiten más espacio en la producción de piezas que las de bancada plana. de acuerdo al proceso que se está maquinado . incluso para la fabricación de tubería para el transporte del agua. (Guanolisa y Sánchez 2013) 6. repetitivas y / o difíciles. Podemos citar trabajos como de: fundición. Se les utilizan para realizar tareas que son monótonas.8.5. soldadura. un tanque. este tipo de proceso requiere de un electrodo. . transferencia de materiales y como intercambiadores de herramientas y piezas para máquinas CNC. y un enfriador. Robots Los robots industriales son máquinas especializadas que son un reemplazo directo de la mano del hombre. Comparación de utilización entre máquinas convencionales y sistemas CNC En la siguiente tabla se hace una comparación entre los dos sistemas de mecanizado. 6.7.pieza metálica. pintura. dé una fuente de poder. Finalmente nos ocuparemos de los tipos de Mantenimiento para este tipo de maquinaria tales como: correctivo. lo que implica un mayor costo en las reparaciones. fresadora. Sin un adecuado mantenimiento la maquinaria paraliza su operación con mucha frecuencia. Objetivos del Mantenimiento En cualquier empresa.2.1.Tema 7. el mantenimiento está adquiriendo una mayor importancia ya que los adelantos tecnológicos han impuesto un mayor grado de mecanización y automatización de la producción. indicaciones y actividades técnicas para las principales máquinas herramientas como: torno. En la actualidad. predictivo. 7. Mantenimiento de Máquinas Herramientas Introducción al tema Actividad Tienes conocimiento sobre Mantenimiento de Máquinas Herramientas? En toda empresa uno de los aspectos más importantes es el mantenimiento de los equipos y maquinarias. En esta semana definiremos en que consiste un mantenimiento. con la finalidad de corregir o prevenir fallas. 7. el mantenimiento debe cumplir con dos objetivos fundamentales: reducir costos de producción y garantizar la seguridad industrial. alterando los programas de producción y fallándole a los clientes. proactivo y Mantenimiento Productivo Total. preventivo. taladros etc. Definición de Mantenimiento Es el conjunto de actividades que deben ejecutarse a instalaciones y equipos. Es necesario que las empresas cuenten o conformen el departamento de mantenimiento quienes serían los encargados del buen funcionamiento de las instalaciones y equipos. rectificadoras. ya que un adecuado plan de mantenimiento aumenta la vida útil de éstos reduciendo la necesidad de los repuestos y minimizando el costo anual del material usado. lo que exige un incremento constante de la calidad. veremos sus objetivos. buscando la más alta disponibilidad y el máximo rendimiento. . herramientas y utillaje. reducir y reparar los fallos.3. fisuras en las instalaciones y la visualización de niveles.ya que las Instalaciones sucias dificultan las inspecciones visuales tales como: fuga en los equipos. ahora podemos decir que el mantenimiento no es únicamente una actividad técnica sino que también exige unas tareas de gestión y organización de los recursos humanos. La programación del engrase debe partir de un inventario profundo de puntos de engrase y niveles de aceites.  Disminuir la gravedad de los fallos que no se puedan evitar  Evitar detenciones inútiles o paros de máquina  Evitar accidentes  Conservar los bienes productivos en condiciones seguras de operación  Reducir costos de Mantenimiento  Prolongar la vida útil de las Máquinas (Cuartas 2008) 7. C) Engrase: Las actividades de mantenimiento de lubricantes de aceites y grasas. para definir la periodicidad del mantenimiento. deben estar siempre en su lugar. la documentación. deben realizarse de forma preventiva. acorde con un calendario de servicio. archivos. si es necesario añadir o cambiar.1.3. teniendo en cuenta que vale más una mala planificación que una buena improvisación. Indicaciones Técnicas para el Mantenimiento Al mantenimiento siempre se le consideraba como una función auxiliar pero por su propia naturaleza. 7. B) Limpieza: La limpieza debe ser siempre una actividad que se planifique periódicamente (preventiva). Actividades Técnicas del Mantenimiento A) Orden: El orden constituye una actividad sistemática en toda actividad de mantenimiento. D)Sustituciones: Consiste en una actividad programada que se realiza periódicamente para los elementos de las máquinas que se pronostica su vida útil en un período de tiempo determinado en comparación con el . y este segundo aspecto del mantenimiento determina en gran medida la eficacia del primero.Cuando se habla de reducir los costos de producción se deben tener en cuenta los siguientes aspectos:  Evitar. poleas. El control de la tendencia de estas medidas y las técnicas de diagnósticos aplicadas. 7. engranes. y por consiguiente una programación de intervalos. casquillos o cojinetes lisos. Entre algunos elementos que suelen sustituirse son: rodamientos. Reparación de tornos. ejes.  Sustitución de los rodamientos del motor cabezal. bridas etc. acoplamientos.1.  Cambio de rodamientos en el cabezal. permitirá una respuesta inmediata ante una temprana avería.  Sustitución de correas del cabezal.(Bandera y Guzmán 2003) 7. F) Niveles de vibración: La medida de vibraciones debe de organizarse en rutas periódicas de inspección.  Limpieza y Lubricación de todos los elementos. mecanizaciones y ajustes. soportes. como: sustitución de elementos: cojinetes. juntas y retenes.4.  Alineamiento del contrapunto.4.2.4. Actividades de Mantenimiento para las Máquinas Herramientas más comunes en la Industria Entre las actividades de mantenimiento para las maquinas herramientas más comunes en la industria tenemos: 7. soldaduras. E) Reparaciones: Son aquellas actividades correctivas que se realizan por fallos imprevistos.  Reparaciones en la caja Norton. Reparación de Fresadoras  Cambio de rodamientos cabezal  Sustitución de rodamientos de todos los diversos puntos de la máquina  Sustitución de husillos y tuercas de los ejes  Limpieza de depósitos y aceite taladrina  Revisión y desobturación del circuito de engrase .ciclo de vida de la máquina.  Reajustar bancada.5. Estas máquinas se caracterizan por ser hidráulicas.4. A parte del mantenimiento preventivo de estas máquinas.  Colocación del nuevo aceite Es necesario realizar una revisión del sistema hidráulico por lo menos una vez al año y así evitar averías tales como la pérdida de velocidad.  Cambio de rodamientos del cabezal y de diversos puntos  Rectificado y ajustado del carro  Revisión y desobturado del circuito de engrase 7.  Rectificado y rasqueteado de bancadas.  Reparación de contrapesos mecánicos e hidráulicos. Tales como:  Sustitución de rodamientos en el cabezal y motores.3.4. desgaste de los cilindros hidráulicos. Reparación de Rectificadoras.7.  Cambio de los collarines de los cilindros hidráulicos.4. se puede realizar la reparación de cualquier tipo de avería mecánica e hidráulica.4.  Sustitución de husillos y tuercas. Su mantenimiento consiste en:  Vaciado del aceite  Limpieza del depósito  Sustitución o limpieza del filtro de aspiración. carros y columna 7. averías en la bomba entre otras. Centros de Mecanizado  Cambio rodamientos de cabezal  Reparación de husillos y cambio de sus rodamientos  Rectificado y rescateado de guías  Cambio de guías y patines  Cambio de cadenas del contrapeso  Revisión de los motores eléctricos . Reparación de Taladros  Reajustado de la columna respecto a la bancada. reemplazando la fricción sólida por la fricción fluida Definición de Fricción: Es la resistencia al movimiento entre dos superficies cualesquiera en contacto directo. Tipos de Mantenimiento Se clasifican en: . como no hay lubricación. 7. siempre se puede esperar desgaste y calor.5.6. (Guerrero 2013) 7. en los descansos planos o en su eje. esto ocurre usualmente en los pistones. se apreciará que los esfuerzos para producir el movimiento son menores. En este caso se necesita una fuerza menor para producir el movimiento.1. acortando la vida útil de las máquinas. ya que destruye la efectividad del equipo por el desgaste. Entonces los contactos son: cuerpo-aceite- cuerpo y a esto le llamamos "fricción fluida". Clasificación de la Fricción La fricción se clasifica en dos tipos: I) Fricción Sólida: a) Fricción Sólida Deslizante: Se produce cuando dos superficies cualesquiera en contacto directo se desplazan una sobre otra sin lubricación.5. como sucede con una pelota o con un rodamiento.1. el calor y la demanda de mayor potencia. Si ahora se le agrega una película de aceite a las superficies en contacto. b) Fricción Sólida Rodante: Se produce cuando un cilindro se desplaza sobre otra superficie sin lubricación.7. Lubricación Definición de Lubricación: La lubricación es la disminución de la fricción a un mínimo. II) Fricción Fluida. Cuando se produce una fricción en los elementos de una máquina. sin embargo.1. sus efectos no son tan favorables. Actividades Importantes de Mantenimiento de Máquinas y Herramientas Se clasifican en : 7.5. repuestos y documentos técnicos necesarios para realizar correctamente este mantenimiento. de tal manera que cuando se paralice el equipo para realizar la reparación. esta técnica implementa soluciones que atacan la causa de los problemas pero no a las consecuencias de la falla. etc. o para la aplicación de alguna norma legal.2. Es asimilable al mantenimiento preventivo. Permite programar la intervención del elemento justo antes de que el fallo llegue a producirse. . toneladas producidas.7. etc. de contaminación medioambiental. se cuente con el personal. Mantenimiento Predictivo Se basa en el conocimiento de la información del estado operativo de una máquina herramienta. Este mantenimiento siempre debe efectuarse con urgencia ya sea por una falla imprevista a reparar lo más rápido posible o por una condición de emergencia que hay que satisfacer como: problemas de seguridad. b) Planificado: Es aquel que se tiene conocimiento con anticipación qué es lo que debe hacer. 7. temperaturas. Mantenimiento Proactivo Es una técnica orientada a la identificación y corrección de las causas que originan las fallas en equipos o instalaciones industriales.6. Consiste en programar las actividades o el cambio de algunos elementos o piezas según momentos anticipados de tiempo o según momentos frecuentes como: horas de servicio.1.6. Mantenimiento Correctivo. pero el conocimiento que se tiene de la máquina sobre su condición operativa a través de la medición de ciertos parámetros de la máquina como: vibraciones. 7. Es aquel que se realiza a una máquina herramienta cuando la avería ya se ha producido para que vuelva a su estado operativo habitual de servicio. 7.4.3. Mantenimiento Preventivo. ruidos. a) No planificado: Es el mantenimiento de emergencia cuando se realiza por reparación de alguna falla.6. Este tipo de mantenimiento puede ser o no planificado.6. Mantenimiento Productivo Total (TPM) Es un sistema de gestión donde la responsabilidad no recae sólo en el área de mantenimiento sino en toda la organización de la empresa. por lo que el buen desempeño de las máquinas equipos o instalaciones depende y es responsabilidad de todos los trabajadores (Heredia 2013) .(Tamborero 1999) 7.6.5.Las prácticas proactivas más frecuentes en mantenimiento son: el equilibrado dinámico de los de rotores y la alineación de precisión de acoplamientos.