INDICE.
- INTRODUCCION
- LA LIMADORA
2.1 Prestaciones y funcionamiento
2.1.1 Transmisión mecánica
2.1.2 Limadoras hidráulicas
2.2 Herramientas para la limadora
2.3 Aplicaciones
- LA MORTAJADORA
3.1 Prestaciones y funcionamiento
3.2 Herramientas para el mortajado
3.3 Aplicaciones
- LA CEPILLADORA
4.1 Prestaciones y funcionamiento
4.2 Herramientas para el cepillado
- LA BROCHADORA
5.1 Prestaciones y funcionamiento
5.1.1 Brochado interior
5.1.2 Brochado exterior
5.1.3 Máquinas de brochar
5.2 Herramientas para el brochado
- VERIFICACIÓN DE LAS MÁQUINAS CON MOVIMIENTO DE CORTE RECTILÍNEO
- CONCLUSIÓN
1. INTRODUCCIÓN
Las máquinas con movimiento de corte rectilíneo, tienen, salvo el caso de la brochadora un movimiento alternativo, en cuya carrera de retroceso no se produce corte. Esto implica que existan muchos tiempos muertos en el mecanizado, por lo que el rendimiento es notablemente bajo. Además no pueden emplearse velocidades de corte altas pues las fuerzas de inercia se oponen a los cambios de sentido de la marcha.
Todo esto, hace que las máquinas de movimiento de corte rectilíneo no hayan sufrido el desarrollo y perfección de trabajo que han sufrido otras máquinas de arranque de viruta.
Aún así, para determinados trabajos puede ser muy conveniente el concurso de las mismas, sobretodo en el caso de la brochadora.
En lo que nos sigue nos circunscribimos al estudio de las máquinas herramientas más importantes de este grupo: limadora, mortajadora, cepilladora y brochadora.
2. LIMADORA
2.1 Prestaciones y funcionamiento
Los movimientos fundamentales que se realizan en esta máquina para arrancar la viruta son:
Þ Movimiento corte Mc. El movimiento principal o de corte lo posee la herramienta, que se fija a un carro o carnero animado de un movimiento rectilíneo alternativo. El corte sólo tiene lugar en la carrera de ida.
Þ Movimiento de avance Ma , de forma general se le comunica a la pieza por medio de la mesa donde queda sujeta.
Þ El Movimiento de profundidad de pasada Mp se le comunica a la herramienta por medio del carro porta-herramientas.
Las partes de la limadora parecen claras conocidos los movimientos:
Una bancada o bastidor provista de guías en la parte superior por donde desliza el cabezal o carnero y de otros dos en la parte anterior para el movimiento de la mesa.
La mesa para fijar las piezas, con dispositivos de husillo vertical y transversal accionados a mano o automáticamente.
El carnero, de movimiento horizontal, en cuyo extremo anterior va montado un carro orientable a través de una placa circular provista de limbo. En un carro orientable cabe distinguir: el carrito vertical, soporte, batiente y el estribo donde se fija la herramienta.
Y finalmente el mecanismo de accionamiento del carnero, desde el motor eléctrico a los elementos de transmisión y conversión del movimiento. En este punto existen dos formas de acción:
2.1.1 Transmisión mecánica
Se encarga de transformar mecánicamente el movimiento rotativo del motor en movimiento rectilíneo alternativo. El más usual es el de colisa oscilante.
Por las características intrínsecas del mecanismo, la carrera de avance de la herramienta será más lenta que la de retroceso. Lo cual a priori es conveniente. Este hecho será más notable cuanto mayor sea la longitud de la carrera. Además durante una misma carrera la velocidad no será constante, limitando la velocidad de corte máxima optima a una zona muy estrecha del recorrido. Esto fuerza a que las limadoras de conversión mecánica no puedan mecanizarse piezas mayores de aproximadamente un metro de longitud.
Por estos problemas comentados los accionamientos hidráulicos son de mayor uso en la actualidad.
2.1.2 Limadoras hidráulicas
En ellas el carnero se mueve por la acción de un émbolo que desliza en el interior de un cilindro de doble efecto solidario con la bancada de la máquina. Con este sistema de accionamiento se consigue:
- Velocidades constantes durante la carrera de avance y retroceso, siendo mayor la segunda que la primera.
- Posibilidad de regular la fuerza máxima que ha de soportar la herramienta.
- Regulación perfecta de la velocidad de corte.
2.2 Herramientas para la Limadora
Son muy parecidas a las que se emplean en el torno y adoptan diversas formas y según el trabajo que han de ejecutar.
Se fabrican de aceros de corte rápido (aceros de alto contenido en C y elementos aleantes, sobretodo W), también se utilizan plaquitas intercambiables fijadas a un mango o portaherramientas.
Estas plaquitas se fabrican de metal duro (carburos de gran dureza con aglomerantes metálicos, Co o Ni) y cerámicos (similares a los metales duros pero usando óxidos cerámicos de alto punto de fusión. Estos poseen mayor dureza y resistencia al desgaste si bien poseen gran fragilidad.
En cuanto a la forma del mango pueden ser rectas o acodadas; con esta última forma se evita el que la herramienta se atasque en la pieza y se rompa debido al momento flector que origina la reacción de corte.
2.3 Operaciones con la limadora
Los trabajos más corrientes de limado son los siguientes:
a. Planeado. Es el más usual y su misión es mecanizar superficies planas o aplanarlas si no lo son. Este planeado puede ser vertical u horizontal dependiendo de la orientación de la superficie mecanizada.
b. Perfilado. Consiste en conseguir superficies cilíndricas y cónicas, siendo de forma indiferente cóncavas o convexas. El perfilado se puede realizar de forma manual, girando el carro orientable o bien de forma automática mediante dispositivos copiadores.
c. Ranurados, llevado a cabo con herramientas destinadas al tipo de ranura que se desee obtener.
Con técnicas adecuadas es posible conseguir ruedas dentadas de dientes rectos y cónicos.
3. MORTAJADORA
3.1 Prestaciones y funcionamiento
El trabajo de la mortajadora es similar al de la limadoras, la diferencia radica en que, en las mortajadoras, el movimiento de herramienta de corte es vertical. Por lo general se destinan al mecanizado lineal en el interior de agujeros (rasurados, chaveteros, dentados interiores, aberturas de forma poligonal…).
Su aplicación está en desuso y sólo se utiliza para series reducidas pues para grandes series resultan mucho más económicas las brochadoras.
El movimiento de corte Mc se le comunica a la herramienta mediante un cabezal que se desplaza de arriba abajo y puede colocarse en posición vertical y oblicua.
El movimiento de avance Ma se le comunica a la pieza por medio de la mesa donde queda sujeta, de la misma forma que el movimiento de profundidad de pasada Mp.
Al igual que las limadoras, el movimiento del cabezal tiene su fuerza motriz en un motor eléctrico y después una conversión de tipo mecánica o hidráulica.
3.2 Herramientas para la Mortajadora
Las herramientas para el mortajado, difieren de las empleadas para las limadoras; por lo general son bastantes más largas para que puedan trabajar con facilidad la superficie interior de los agujeros de las piezas (rasurado, acanalado, dentado interior…).
La herramienta de mortajar está sometida a fuertes solicitaciones de compresión por su forma de trabajo, además de las reacciones laterales que ocasionan un intenso rozamiento del material con la cuchilla. Por estas razones, las herramientas de mortajar deben sobresalir de su apoyo lo menos posible y no deben ser demasiado largas. No obstante como hemos señalado, no es posible cumplir estas condiciones por lo que la velocidad de corte y la profundidad de pasada deben ser reducidas.
3.3 Operaciones con la Mortajadora
Ya hemos nombrado alguna de las operaciones posibles con esta máquina herramienta, entre ellos serán:
Planeado, rasurado, contorneado, perfilado y tallado.
La forma de la herramienta y la manera de actuar de las mismas será diferente para cada uno de estos trabajos.
4. CEPILLADORA
4.1 Prestaciones y funcionamiento
La obtención de superficies planas en la limadora, según hemos dicho anteriormente está limitada a piezas de pequeñas dimensiones puestos que si estas son largas, al final del recorrido, el carnero sobresale mucho de sus guías y trabaja en muy malas condiciones por la flexión que experimenta.
Por este motivo para mecanizar superficies planas en piezas grandes (bancadas de máquinas herramientas, bloques de motores marinos…etc.) se emplean las cepilladoras.
Su trabajo es muy similar al de las limadoras, de las que se diferencian en que el movimiento principal o de corte Mc, se le comunica a la pieza que se fija a la mesa portapiezas, animada de un movimiento alternativo.
El movimiento de avance Ma y profundidad de corte Mp se comunican a la herramienta, que permanece fija durante la carrera de trabajo.
Existen diversos tipos de cepilladoras siendo las más comunes:
Þ Las de puente transversal. Son los tipos más usados porque ofrecen gran solidez. Se componen principalmente de una bancada de fundición, a los lados se levantan dos montantes. Sobre la bancada van las guías para el desplazamiento de la mesa B, dicha mesa, que debe llevar la pieza a trabajar, puede trasladarse con movimiento alternativo de avance y retroceso. Los montantes llevan también guías laterales para el deslizamiento del travesaño . A lo largo de dicho travesaño puede deslizarse, a su vez, un carro que lleva el carrillo porta herramienta y que realiza el movimiento transversal intermitentemente
Þ Cepilladoras de brazo. Se emplean para el planeado de superficies de piezas muy grandes que no caben entre los dos montantes de la clase anterior. Sobre una base o montante se dispone un brazo que termina con el portaherramientas.
Muchas Cepilladoras modernas de gran tamaño llevan dos o más herramientas por cabezal puestas de tal forma que se colocan automáticamente en posición, de tal forma que el corte se realiza en ambas direcciones del movimiento de la mesa. Éste tipo de disposición aumenta obviamente la productividad de la cepilladora.
4.2 Herramientas para la Cepillar
Las herramientas para los trabajos de cepillado son similares a las empleadas en las limadoras, si bien, en algunos casos se precisa que tengan bastante longitud, lo que origina un momento flector elevado que puede provocar la rotura de la herramienta. Para resistir este esfuerza adoptan secciones rectangulares del mango con su máxima dimensión en la dirección del corte.
Por otra parte, para facilitar la deformación y evitar la rotura se da al cuerpo de la herramienta la forma acodada que permite el desplazamiento del filo.
5. BROCHADORA
5.1 Prestaciones y funcionamiento
Aún cuando el trabajo de brochado lo empleó ya Leonardo Da Vinci en el siglo XV, el desarrollo de este proceso se debe a la industria automovilística.
Consiste en arrancar material de la superficie interior o exterior de una pieza mediante el desplazamiento rectilíneo Mc de una herramienta llamada brocha (del inglés Broach), con una serie de aristas cortantes, escalonadas según una ley que varía en cada caso particular, pero de forma que cada diente sea capaz de arrancar una delgada capa de material perfectamente determinada con respecto a la forma obtenida por el anterior Mp.
Las brochas pueden realizar esta acción mediante un esfuerzo de tracción o de compresión.
Entre las principales ventajas del brochado cabe destacar:
1. Permite obtener estrechas tolerancias dimensionales con calidades ISO IT6 ó IT7 y con bajas rugosidades medias.
2. Pueden obtenerse superficies con un perfil muy complejo.
3. El tiempo de mecanizado es muy inferior al que se invertiría para obtener el mismo mecanizado por otros procedimientos (torneado, taladrado, fresado).
Sin embargo tiene en su contra, el que su empleo sólo resulta económico cuando se precisan mecanizar grandes series de piezas iguales.
Como decimos, las operaciones de brochado se pueden realizar en el interior de la pieza o en su superficie exterior.
5.1.1 Brochado Interior
El brochado interior fue el que primero se usó y es el más usual. Se utilizar en la fabricación de piezas que precisan orificios con una gran variedad de forma: barras estriadas, ranurados, chaveteros y en definitiva perfiles interiores de todo tipo.
La operación se realiza a través de un orificio previamente practicado a la pieza. A su paso los dientes van atacando progresivamente a todo o parte del perímetro del orificio de partida.
5.1.2 Brochado exterior
A pesar va extendiendo cada vez más, su uso sigue siendo mucho más extraño que el anterior. Con él se mecanizan superficies exteriores obteniendo perfiles con superficies planas o de cualquier forma. En este caso no habrá que realizar un taladrado previo.
5.1.3 Máquinas para brochar
Las brochadoras tienen por misión sujetar la pieza en posición de trabajo y comunicarle a la herramienta el movimiento de corte Mc .En la mayor parte de las brochadoras modernas, el accionamiento se obtiene por medios hidráulicos desplazando el vástago del cilindro el portaherramientas.
Las brochadoras pueden ser verticales, horizontes y con o sin alimentación automática.
5.2 Herramientas para el brochado
Las brochas están formadas por una barra acero rápido, con un cuerpo provisto de dientes cortantes en su periferia, convenientemente distanciados y capaces de reproducir el perfil que se desea obtener. Entre cada dos dientes consecutivos existe un hueco o vano donde se van acumulando virutas arrancadas por cada uno de ellos.
Las aristas cortantes de los dientes de la brocha atacan de forma diferente a la pieza. Con este criterio se distinguen:
a. Dientes de desbaste, que son los más numerosos y que primero atacan la pieza.
b. Dientes de semiacabado que cortan muy poca viruta.
c. Dientes de acabado, que tienen como misión asegurar un acabado de precisión del perfil.
Según el esfuerzo, las brochas pueden ser:
De tracción, más largas y constan de caña, asiento, dientes y cota.
De compresión, siendo mucho más cortas por problemas de pandeo y de similares componentes.
6. VERIFICACIÓN DE LAS MÁQUINAS DE CORTE RECTILÍNEO
Debido a que las máquinas se desequilibran y desgastan por el uso, periódicamente deben someterse a una comprobación o verificación de sus características fundamentales.
Para su control podemos hacer uso de las normas DIN o Salmon en las que se especifican detalladamente las comprobaciones que hay que efectuar. Entre estas destacan:
- Nivelación, pues si la máquina no lo está se producen deformaciones que afectan a la precisión.
- Planitud de la cara superior de la mesa.
- Perpendicularidad de las caras de la mesa.
- Paralelismo del desplazamiento del cabezal con respecto a las ranuras de la cara superior y lateral.
Además de las verificaciones propias de las máquinas, es de gran importancia realizar operaciones de nivelación, planitud y perpendicularidad de la propia pieza con respecto a la mesa cada vez que esta se dispone sobre la misma.
7. CONCLUSIÓN
Podemos concluir la exposición resaltando el bajo rendimiento productivo de las máquinas de movimiento de corte rectilíneo, lo cual ha conllevado que las operaciones clásicas en ellas realizadas hayan sido absorbidas por las fresadoras. Esto es cierto a excepción de las brochadotas, si bien estas sólo son rentables para grandes volúmenes de producción.