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PróIogo En este libro se trata de todo lo que hay y, por tanto, de todo lo que es de interés cuando se fabrican piezas mediante arranque de viruta. Nos ocupamos en este libro de las máquinas-herramientas mismas y también de la herramienta que su uso requiere, del proceso de trabajo en el arranque de viruta y de sus fundamentos ffsicos, de la fabricación de piezas con esas máquinas y de la medición y comprobación de estas piezas así como también del cálculo de tiempos de trabajo. De lo dicho se desprende que este libro es interesante e indicado para todo aquel que tiéne que andar directamente con máquinas-herramientas y muy especialmente para los aprendices de todos los oficios mecánicos a quienes no se pide que dominen todavía hasta el detalle los procesos de trabajo con arranqu'e de viruta, pero que tienen, en cambio, que tener conocimiento de las máquinas-herramientas, de su modo de estar construidas y de su modo .le trabajar. Los montadores o ajustadores deben estar sobre todo familiarizados con. estas máquinas y con las posibilidades de trabajo que ofrecen, puesto que su ámbito de trabajo abarca principalmente el montaje de máquinas y de aparatos y el manejo constante de piezas mecanizadas. Pero hay todavía más: con la ayuda de este libro pueden también los delineantes técnicos adquirir una primera idea, y de carácter muy práctico, sobre las diversas máquinasherramientas y los procedimientos de mecanizado con arranque de viruta. El objetivo central de este libro puede deeirse que es el de enseñar a utilizar las máquinas-herramientas, pero no el de describir los mil recursos y artificios para .ealira. el trabajo, yu qr," éstos solamente en el taller pueden aprlnd"r." , frrirr. de la propia experiencia. Se han utilizado en el texto con prodigalidad los recursos gráficos para hacer más clara la exposición de las materias.

l. 2.

Cada página del libro abarca generalmente un sector o tema tratado completamente en esa página. Con esto se consigue ólaridad y una gran facilidad para encontrai lo que se desea. Para distinguir las disüntas materias que antes hemos enumerado se ha hecho uso de colores, caracterizando a cada una de ellas con ün color distinto. Asi las distintas materias que se ocupan de las herramientas y de las máquinas se distinguen por el color rojo. Las materias relacionadas con el modo de fabricar las piezas se marcan en azul y las que se .efie.en a medición y verificación, en amarillo. Estas distintas materias encuentran primero en el libro una relación con eI proceso de trabajo. es decir. gue están directamenle relaeionadas con Ia práctica. Pero por otra parte puede volverse a hallar la relación y el enlace de las distintás materias enlie si haciendo gue, por ejemplo, la medición --o sea todas las páginas designadas con el color amarilloformé un óuerpo de doctrina con una exposición rinificada ii consideramos reunidas, una

tras otra, todas esas páginas. Naturalmente que el color encuentra'también empleo en las figuras, contribuyendo de modo importante a su claridad. Gracias a esto se ha podido prescindir del empleo de fotografias. El nuevo modo de exposición que se ha empleado en la redacción de este libro puede contribuir también a dar más vida al desarrollo de las clases teóricas en las áscuelas profesionales, de Artes y Oficios o del Trabajo.

3.

Abril

1960

Henrich Gerling

Observaciones para

el lector:

I. Yan marcadas con la señal las páginas de este libro en se trata ae uÁqutNAS Y HERRAMIENTAS.

que

Van marcadas con la señal las páginas de este libro en se trata de MEDICIONES Y VERIFICACIONES.

que

2.

3. Van

marcadas coñ la señal las páginas de este se trata de la FABRICACIÓN DE PIEZAS.

libro en

que

Se puede, pues, por ejemplo, para repasar o para profundizar, considerar nuevamente reunidas las materias relacionadas entre sí (es decir. las que llevan el mismo color característico) y estudiar así unas tras otras, como formando un solo cuerpo de doctrina, todas las páginas que llevan la misma señal.

Indice analítico Piezas

diversas

Proceilirnientos

diversos

Ejecucién de piezas mediante arranque de viruta en Máquinas diversas Atenciones y cuidados para con las

Fabricación

I.

económica

9

máguinas-herramientas

máquinas-herramientas.

EJECUCIÓN DE PIEZAS CON FORMA DE CUERPOS DE REYOLUCIÓN G* Formas de revolución, proceso del torneado.

O Procedimientos de torneado O Tornos de distintos tipos. O Movimientos al tornear i Partes principales del torno de puntas tl Mecanismo para el movimiento principal O Correas v ruedas dentadas C Mecanismo escalonado de conos de poleas sin juego de engranajes O Mecanismo escalonado de cono de poleas con juego de engranajes ¡ Mecanismo motor de engranajes escalonados O Mecanismos regulables sin escalonamiento ! l\lecanismos para el movimiento de avance O Mecanismo de engranajes para el avance a Material de la herlamiéntá O Forma del.corte de Ia herramienta. O Tipos de útiles de torno O Cuidados de los útiles de torno O Sujeción de la herramienta ; . . . i Ajuste del útil de torno O Acerca de la velocidad de corte I Deferminación del número de revoluciones . .. O Determinacién del número de tevóluciones por medio de gráficos de Ia velocidad de corte

o A";;",;;;fondiá"á,a....yf;";;"iu'lu.,,i'ot'.: : : : . : : :

il Mec¡nizado de pernos lieos. . É Torneado de pernos. a

Sujeción y torneado de piezas cilíndricas cortas

a Ranurar y tronzar al torno. a Estado superficial de las piezas

a

Cálculo del tiempo invertido en el torneado

C Meéanizado

O O

de peinos con espiga en loe extremor

Mecanizado de pernos

Medición y verificación con el pálrner o imioréEetro . . . . : Sujeción de piezas cilíndricas cortas con la bgquílla de sujecién

O Mecanizado de árboles

O I

Torneado del árbol

Medición y yerificación det árt¡ol Torneado entre puntas ., , . ;

ll II 12 12

13 13 14 15

I6 1B

iB

t9 r9 20

2l 22 25

26 2B

30

3l 32 33 35 36 3T

38

40

4l

42

44 44 45 46

47 48 50

5l 53 53

54

fndice analítico

* Ejecución de puntos de centrado S Sujeción entre puntas ü Platos de arrastre é Luieta y mandril para.tornear

55 56 57

Yerificación con calibre de herradqra o de exteriores . . . Mediciones y verificaciones por medio de compases y de calibres de precisión

Amplilicador de esfera. Calibres de precisión ópticos y eléctricos

*

64 65

Verificación de la excentricidad

66

Calibres normales de caras paralelas

66

C Torneailo de piezas de forma.

0 6

c a

6B

69 70

Torneados de piezas perfiladas Moleteados, paralelo y cruzado Verificación por medio de calibres para perfiles

Mecanizado de cajas y piezas funilidas Q Modo de disponer las piezas en el plato del

7l 72

torno

'74

Mecanizado en serie de piezas torneadas

75

2. MÚ]CANIZADO DE PIEZAS PROVISTAS DE TALADROS ti Taladros en las piezas ^taladrar con la taladradora. t Movimientos al O Tipos de máquinas taladradgras y constitución de las mismas O Hérramientas para taladrar. ! Herramientas para taladrar eipeciales G Sujeción de la broca. O Número de revoluciones, avance y refrigeración al taladrar C Ejecución de taladros sencillos con la taladradora de coh¡rnna e Taladrado del agujero Medición del taládro S Sujeción de las piezas en la taladradora . . S Cá1culo del tiempo principal y del tiempo disponible para taladrar & Barrenado, penetiailo y avellanado ü Taladrado y penetrado e Penetradd ó ñarrenado r& Ejecución de taladros pasantes en la, taladradora vertical.

o É

Medición v verificación de los taladros Escariadores . Escariado en la taladradora vertical

a Ejecución

de t¿ladros que se cruzan haciendo uso de la máguina

taladros o manguitos.

Medición y verificación de

s

Mecanizado {e casguillos

tB Taladrado al torno . Medici6n v verificación d" i.itd.uao. J.

59 60 62

63

Mecanizado de árboles excéntricoe Torneado excéntrico

ü

5B

i7 7B

79 84 87 BB

89 90

9l 9l 92 94 95 96 97 99

I00 101

102

horizontal de taladrar. t03 104 105

I06 107

MECANIZADO DE PIEZAS CÓNICAS

o I

Torneado de conos

Torneadri cónico con ayuda de la regla d; gura

110

irr

Indice analítico

B. ESMERILADO DE PIEZAS

a a

o a

o

163

Muelas

§ Afilado de herramientas .

c

.

r66

Esmerilado de las irregularidades de las piezas Esmerilado cilindrico ! máquinas para eimerilado cilíndrico

167 169

Rectificado de árboles Distintos procedimientos de esmerilado cilindrico; cortado de piezas O Tiempo piincipal en el esmerilado cilíndrico

Esmerilado cilíntlrico interior

ü Esmerilado de taladros Esmeriladoplano. a

.

a a

o ú

s a o

a a a

a

10.

a a a

o

a a a a

IBI 182

ROSCADO DE PIEZAS Empleo de piezas roscadas . Acción de sujeciói de la rosca Roscas

normálizadas.

Eiecución de piezas roscadas en el

r76

lB0

a Cálculo O Esmerilado ¡ Afinado de piezas. o a a a a

175 177 178

. tlel tiempo p.;."ip.l "r'"1'".-".;i"áo'plurto de piezas paralelepipédicas . . .

9.

r72 174

IB4

torno

Roscado de piezas en el torno por medio de machos de roscar

186 187 190

y de terrajas.

machos de roscar y con Tallado de roscas en el torno por rnedio de útiles de roscar lltiles de roscar. Roscado en el torno horizontal Roscado de ¡rernos con el útil de roscar

O Nonlas dc trabajo para el roscado con

Roscado de tuercas con el útil de roscar Cálculo tle las ruedas intercambiables Roscado en el torno revólver Fresado de roscas Ejecución de roscas por remolineado .

teraja-r

I9l I92 194 195

r9ó 191

tgB .

20r 203

204 .

Esrnerilatlo dc roscas Lamirrado de roscas l\{edición v verificacirin de roscas.

205 205 205

206

MECANIZADO I]E RUEDAS DENTADAS Empleo de las ruetlas dentadas Ma[nitudes en las ruedas f¡ontales con dentado recto Materiale¡ para ruerlas dentadas E.jecueión rlel dentarl. Fresado de una rueda frontal por el procedirniento del plato üvisor Fresado de ruedas por el procedimiento continuo o de rodamiento' Mortajado de dientes Esmeiilado de los flancr¡s de dientes en ruetlas liontales Medición r-' verificación de ruedas dentadas.

2t0

2t2 213 214

2t5

2t6 2L7

2rB 219

PIEZAS DIVERSAS _- PROCEDIMIENTOS

Fig,9.1. Las máquinas e) pieza de

se componen dn muehas piezas. por ejemplo. a) pernos: ó) ejesl c) eies exednlrieos; d) mango; de palancai g) manguirol ñ) tapa: i) soporte: h) guía del cairo: I) aimazón: m) rueda dentaila.

uniónif) extremo

Las máquinas, herrarnientas, aparatos y montajes están formados por la reunión de piezas tales como, por ejemplo, pernos, ejes, manguitos, discos, ruedas, tornillos, placas, armazones y carcasas (fiS. 9). Estas diversas piezas obtienei'r su forma mediante fundición, forja, laminado, estirado, corte de barras y de planchas, y, sobre todo, mediante arranque de. viruta. Para que las piezas sean utilizables tienen que ser obtenidas con una cierta exactitud de medidas (precisión) y una determinada calidad superficial (por ejemplo, la superficie será más o menos lisa).

Piezas divcrsas-Procedimientos diversos

FUNDICION

ASERRADO

lamrrq,rno

TALADRADO

TORNEADO

CEPILLADO FORJA

n

Máquinas diversas

EJECUCIÓN DE PIEZAS MEDIANTE ARRANQTM

DE VIRUTA EN MÁQUINAS.HERRAMIENTAS Las piezas que se han de fabricar es corriente llamarlat simplemente piezas. Estas se consiguen en este procedimient(

de iormación arrancando virutas hasta tener la forma

de-

seada. Por Io general. lo que se hace es trabajar la pieza dc

partida previamente por medio de procedimientos de lo' llu-ador sin arranque de viruta, de tal modo que el arranque de viruta sea después muv pequeño. Por medio de la áonformación con arranque de viruta se consigue generalmente una mayor exactitud de forma y mejor calidad superficial que por los procedimientos que nt¡ llevan corlsigrr arranque de viruta. Máquinas diversas. El arranque de viruta puede realizarst a mano o mectinicamente.

Cuando se realiza a mano el trabajo de arranque de viruta como' nor eiemulr. al est,,rplear. lirnar o aserrar, la herramienta se condut:e iu, É -Lro. En el'caso de arranque de viruta realizado por medirr rle máouinas. lo. nece"arir¡- rrlor imienlo' de la herramienta o tle la quiado" v obligados por la máquina. pe pieza ni.ru sl realizan guiados -' de formas cilínrlricas fabrican piezas pi medir¡ de'máquinás de máquinas se fibrican Por medio o planas y piezas p.,^itto. de roscas. aií com,, ruedas dentadas r de'cúalquiei otra fbrrna' piázas ' Todas e-.taí máquinas trabajan con una hcrranlienta"-razírn Jtor k¡ cual se llarnan miquinus-herramientas, di-.tinguiéndose. los tornos" las máquinas de taládrar. las de cepillar, las de liesar. las de rectil'ie

ar. eir'. (figs. l l .l r 2: l2. l r 2). Segrin ia'ilase de máquiná ¡r.r rnedio rl" la- cual se f'alrique la preza re hablará de piezas lor-

neatla:. pi"za. fresadas. piezas cepilladas, piezas rectificadas, etcétera.

t'ig. ll,l.

Fig. I1.2. Torno

Máquina de taladrar

L2

Fig.12,1. Máquina de cepillar.

Atenciones

y

tig. 12,2. Máquirra rlt ttesar

cuidados para con las máquinas-herramientas.

La" rnáquinas-he¡rarnienlas está¡r fábricatlas con un€ precisión extrema y p.r.esta razrin 'qe quiere que rindan buen rrabaj; i;;;;;".-;;;'h., ii.',,p,i,-i*"-i,"

::;,,:iiñJj:l'::f.il;;tt l'

t 3' _'' ?. o , ^ B.

No.debe- ponerse nunea en rnarcha una máq,ina cuyo modo de funcionar nos sea desconocido. Las consecuencia. podrian ser tleteritlro u ."did".t". de,engrase manual detren ser engrasados diariamente. La lubricación deficiente l:jf-litts (,onQuee a ull rrosgasle prernal ur,r. A-ntes de ernpezar el traLajo, compruébese si todas las palancas están en su posición correcta. que proleger l¿' guías eontra la introduceión de rirutas. Las guias I', se dosgaslan. de Io eunlrario. rápidamente y esto tla como resultado r" t*ür;. p"". Fi.",". cojinetes ,o d"ben adquirir nada más que una temperatura tibia. !.. motor ni-agua-ni polvo. E', de perturbaciones en el motór, debe ser Ir 1"_b"-]l$,.f1 desconectado, f)ése aviso, inmediatamente. de"..o cualqui-e. avería. las máquinas con lrecueneia. \o e: eonvenienle emplear pa.a.lio aire a presión. !.'Tl]:rl:" r-"las virutas y el polvo se frrensan con ello en las guias. ¡ ly.q.r"

Obsérvense los carteles de prevención de accidentes.

Fabricación económica. Las piezas deben ser bien lábricadas y de modo económrco. Frs .decir, que en la thbricación decisir a los puntos de'vista de caracter economlco. Para fabricar económicamerite hay que que ser utilizaLles,"or.iá".u., o sea.que el material, la forma, ta precisién y ta !nl:.t:::=,:1",":l .lalldad superlicial han de responder a las condieiones deseadas, 9r" el tiempo de fabricación ha de ser lan pequeño como sea posible. Que en la fabricaeión.han de ser pequeños ro's,gasros. por ejempro-. el desgaste en herramienras v máquinas tiene que ser'reáucido. rir er consumo de primeras materias y de materiales áuxiliares y d. ;;".;;.-;;;. - "o,.,o

tienm importancia

, ^ J. 3'

"i

Formas de revolución. Los cuerpos de revolución tienen seccit¡nes transversales de forma circular y constituyen partes importantcs de las máquinas, montajes y aparatos, ya sea como Pernos, ya .como eJes, io-o rarillas. poleas. manguitos. etc. (fig. l3"l¡. Hay muchas herramienlas que tienen lambién como forma iundamenial la de ur cilindro de revolucií,n. por ejemplo. las fresas" las brocas,

dP, Fig. 13,1. Ejemplos de piezas con forma de cuerpos de ¡evolución.

los escariadores, los rrachos de roscar, etc. De acuertl,, con la aplicación que hayan de tener las piezas se fabrican de los más diversos materiales. Los cuerpos de revolución (piezas torneatlas) se pueden obtene¡ con distintas calidades superficiales. El movimiento de rotaciól de la pieza se denomi¡¿ movimieDto de co¡te o mooimiinto principal, La velocidad con que se mueve la pieza contro la cuchilla a[ arranca¡ lá viruta se llema r¿lociiloil de co¡te.

El útil de to¡nea¡

se

gradúa a Ia profundidad

o

rspesor de viruta que se desee. Este movimiento se llama mooímiento ile penetración. o de ajustr:.

Proceso del torneado Para obtener la forma cilíndrica se pone la picza mediante cl torno en movimiento de rotación alrededor de su propio eie (eje de rotación). Al misrno tiempo se hace que se mueva la pieza eontra una cuchilfa que produce el arranque de la viruta. Este lroceso de trabajo se llama y en él cabe tlistinguir diversos movirnientos (fig. l:1,2).

I l4

Máquinas

Procedimientos de torneado. La diversidad de formas de las piezas de revolución se obtiene mediante distintos proce-

tlitrtietrlos de torneatlo. Según que lai piezas sean trabajadas exterior o interiormente se'habla dt tornlaio exlerior (TE) o de lornpatlo'intcrior (Tl). Las"piezas cilindricas se obtienen mediante Iortttatlo I,rngiludinal.o tle cilindratlo. las superficies planas mediante refrentado o torneado al airr'- los conos mcdiante lorneatlo cónico. las piezaÁ perfiladas" o de forma, mediante torneatlt¡ de frxma, las roscas mediante roscado o taüado de ro.ca al irr.ro.

Fig, 14,I. Cilindrado.

Fig. 14,2, Refrcnrado o torneado al

Fig. 14,3. Torneatlo r.rinico.

Í'ig, 14,4. Tornraclo de

¡riezas perlilarlas, o rle lo¡ma.

Fig. 14,5. Torneado o tallado tle ¡oscas al torno

Tornos de distintos tipos Movimientos al tornea¡

l5

Tornos de distintos tipos. Para podcr llevar a cabo todos los casos que pueden presentarse en Ia fabricaciórr de piezas. existen tornos de diversos tipos. El más corriente es el for¿o de pu.ntus (fig. l5.l) siguiéndole en irrrportancia el torno al airc- de eje, horizontal y el torno y taladro o taludrodoro cle eje tertical (ligs. 15.2.3).

Torno de ¡rultas

Fig.

[5.2. To¡no y talatlro o laladrado¡a de eje vertical.

Fig. f5,3. Torno al aire dc eje horizontal.

ló

Máquinas

Partes principales del tolno de puntas. Este torno recibe su nombre de las puntas entre las que

fija la pieza a trabajar. Se llama también torno con barra de cilindrar y husillo de roscar o también torno horizontal se

(fig.

Cl

16,1).

En el cabezal fijo va dispuesto

(figs. 16,2 ... 4) el husillo priucipal

o de trabajo por medio de Fig. ló.1. Parte. ¡,rin, i¡'al"-

,1,.1

tornu: o) barreada d,l lurrro: á; rabezal fijo; c) carro portaútil; d) ca-

bezal mi,r il: e) mecanismo tle ar anci /) hu"illo rle ro.car: g) husillo d.

(

cilindrar; /r) husillo de avance.

cual recibe su movimiento de rotación. El husillo va sobre buenos soportes, está bien sujeto y se construye

del mejor acero. Por Io

general.

constituye un husillo hueco por el interio¡ del cual pueda, por ejemplo, en caso dado-pasar-.e-alguna barra que se esté t rabajando.

Los punlos de apol'o del hu-illo están templados y rectificados. Como soportes del husillo princi-

pal es usual emplear cojinetes de deslizamiento v de rodamiento. Los casquillos. o cojinetes propia-

mente dichos cuando de .soporles dc deslizamicn o se lrata. son generalmente de bronce. Lo. s,,pórtes de rodadura o de rodarnientos ofrecen rozamjenlo muy pequeño. El husillo principal debe girar en los soportes sin juego alguno. Si eriste juego en los apolr,s- re¡ultan en la superficie de la pieza que trabaja señales producidas por la herramienta como t,onsecuencia

se Fig.

16,2. Cabezal lijo: o) husillo principalr ó) palanca de embragrr,.

de la vib¡ación que transmite el husillo a la susodicha pieza; además de esto. las piezas torneadapueden no resultar bien redolrdas. El juego de los cojinetes pu,.tle

tlisminuirse mediante reajuste (véase fig. 16,3). El cojinete de bolas axil tiene por objeto resistir el empuje que durante el torneado se produce en la dirección del eje

de rotación (empuje axil). Fig. 16.3. Husillo prineipal eon coiinere" de de,lizamienru: hu.illo principal: ó) cabeza de hu.illo: r) coiinerc: d1 ru"rra anular: e) eojinete de bolas »ara empuJe a\ial.

o)

La cabeza del husillo principal va provista de una rosca que sirve para atornillar a ella cualguier. elase de disposit ivos

f

I

Fig. 16.4. Husillo principal con cojincie de ¡odamienlos: o) rodamiento radial a rodillos cónicos; ó) rodamieoto axial a bolas; c) rodamiento radial a rodillos.

Partes del torno de puntaa-Mecaniamos par¿ variar las revoluciones

T7

&

sujeción. En el hueco cónico puede introducirse una contrapunta. El husillo

es

accionado me-

diante el engranaje principal. El carro portaútil lleva la herramienta o útil de tornear

v

proporciona los movimientos de avance y de penetración o ajuste. Es lo que se llama un carro cruzado y está compuesto por el carro principal o de bancada, el carrito transversal o de refrentar y el carrito superior o portaútil que es el que lleva propiamente la herramienta (fig. 17,1). Los carros deben moverse en las guías prismáticas y en las rectangulares, o planas, sin juego alguno. El carro de bancada y el transversal pueden ser nlovidos a mano o por medio de los husillos de cilindrar o de roscar accionados por el

Fig. l7rI. Modo de estar constituido el carro portáúlil: o) carro principal o de bancadal á) carrito transve¡sal o de refrentar: r) carrito superior: d) portaútill e) caja de maniobra.

husillo principal. El cabezal móvil (fig. 17,2\ se utiliza como sujeción al tornear piezas largas. En Ias operaciones de taladrar

y de escariar se dis-

él la herramrenta, El cabezal móvil puede desliza¡se sobre la bancada del torno v fijarse mediante el puente dccionando la palanca de sujeción. Para desplazar la pinula se utiliza un husillo con su volante. La pínula se fija mediante un tornillo que aprieta unas mordazas. pcne también en

Hay también tipos de

Fig.17,2. Cabezal mólil: o) husillol á) pínula; c) volante; d) mango del tornillo de sujeción de la pínula: e) plaea de la. baneada: ¡[) puentc: g) palanca de iUacrón.

cabe-

zales móviles en los que la pínula e desplazada mediante un émbolo

con aire o aceite a presión. Con

esto se consigue una presión uniforme sobre la pieza, I-a bancada soporta todas las

pieza. del torno

y

reposa sobrc

Fig. 17,3. Bancada de torno con superficies de guía en forma de aleros de tejado.

la. patas del mismo. El carro portaútil v el cabezal móvil se mueven sobre superficies de guia. Estas adoptan generalmente forma de planos inclinados a modo de los aleós de un teja"do (fig. 17,3).

Érist"í también

Ia guías

planas. Con objeto de poder tornear diámetros mayores, va la bancada frecuentemente provista de m puente adicional que puede ser quitado.

l. crar¡sc. uipurxes-xrnnaurnnres

fr-; IB

Máquinas

Mecanismos para el movimient(, prin