• Author / Uploaded
• Pedro Perez

Citation preview

Industria/Metalmecánica Máquinas herramienta/1 (Ciclo fundamental)

Indice

Ciclos de trabajo

Ciclos de trabajo

1.1-.2

Estructura de un ciclo de trabajo / Ejemplo de un ciclo de mecanizado.

Ejemplo de un ciclo de montaje 2.1 Ciclos de tratamientos térmicos 3.1-.2

Temple / Revenido / Bonificado / Recocido / Cementación / Nitruración.

Tiempos de los ciclos de mecanizado en las máquinas herramientas 4.1-.2 Ejemplo de un ciclo de mecanizado que contiene operaciones de torneado y de taladrado 5.1-.3 Ejemplo de un ciclo de mecanizado de una misma pieza, efectuado en diferentes máquinas 6.1-.4 Ejemplos de ciclos de mecanizado de una misma pieza según la cantidad de piezas que deban producirse 7.1-.8

Observaciones para los tres ciclos / Ciclo para pequeña serie / Ciclo para serie media / Ciclo para gran serie.

Ejemplo del ciclo de mecanizado de una pieza que necesita tratamiento térmico y operaciones de rectificado 8.1-.6 Ejemplo de un ciclo de mecanizado de uña pieza que necesita operaciones de cepillado y de rectificado 9.1-.4 Máquinas transfer, especiales para producción en serie 10.1-.6

Máquinas transfer circulares / Funcionamiento de la máquina transfer circular / Ejemplo de una máquina transfer circular / Máquinas transfer rectilíneas / Funcio­ namiento de la máquina transfer rectilínea / Ejemplo de una máquina transfer rectilínea / Unidades operativas o de mecanizado.

A modo de introducción El sistema didáctico FPCT

En el sistema FPCT, por unidades coordinadas de enseñanza, las diversas materias de estudios se subdividen en unidades temáticas cerradas (formadas por una o varias hojas) agrupadas en fascículos. Los fascículos constituyen en sí eslabones monográficos, que convenientemente agrupados, según las necesidades de cada profesor (o de ios propios lectores en su autoformación), constituyen la materia de un curso más o menos extenso y más o menos especializado. Las hojas de ios fascículos van encuadernadas de forma que sean fácilmente arrancables a fin de ofrecer la posibilidad de reagruparlas de acuerdo con el criterio particular de cada profesor, combinándolas con hojas de apuntes propios.

Lectura y estudio

Las diversas hojas están tabuladas por conceptos, vertical y horizontalmente. Esta tabulación se destaca con facilidad gracias a las cabeceras (en rojo y en negro), a las ilustraciones o, cuando faltan éstas, a los filetes que subdividen la página en sentido horizontal. La lectura de estas hojas tabuladas debe efectuarse de izquierda a derecha, de la primera a la tercera columna, siguiendo el orden de ios bloques individuales de texto impreso. El paso de la primera columna a las demás sigue generalmente un criterio de gradación del tema: desde su enunciado a las explicaciones particulares. Por tanto, recorriendo la primera columna de arriba abajo es posible obtener una especie de resumen de lo tratado en las diversas hojas. Generalmente, la tercera columna se reserva para las ilustraciones y ejemplos prácticos.

Las ilustraciones

Los grabados no llevan ninguna clase de numeración. El texto que hace referencia a ellos queda siempre a su lado, estableciéndose así una correlación directa entre texto e ilustraciones. Cuando las ilustraciones requieren un mayor espacio o la extensión del tema unitario lo exige, se agrupan cuatro páginas debidamente ordenadas, formando bandera.

Elementos auxiliares para la lectura

Clasificación: En los recuadros superiores de cada página viene indicado el título del curso (encarnado), el título del fascículo, el tema de la página y si numeración. Llamadas: También en la cabecera de las páginas se indican en forma de llamadas los temas complementarios, útiles para una mejor comprensión de lo tratado en la página. Preguntas: Las respuestas a las preguntas indicadas en la cabecera constituyen un control de lo que el lector ha asimilado, principalmente en relación a los problemas prácticos y a las aplicaciones de las materias estudiadas. Símbolos: Algunos textos van acompañados a su lado de un pequeño símbolo en rojo; estos símbolos ayudan al lector a localizar inmediatamente las explicaciones útiles para la ejecución práctica de las operaciones descritas para la manutención de la máquina, para lo que requiere una atención particular o para lo que hace referencia a la seguridad del operario.

X

= Atención

©

= Operación = Manutención

+

= Peligro

Actualización de los textos

El programa FPCT prevé la integración de nuevos textos y la actualización de los ya publicados, de acuerdo con posibles sugerencias de los lectores y del avance de la Técnica. La Editorial procederá eventualmente a la reedición de algunas páginas que serán suministradas a los lectores que lo soliciten. Con este objeto se incluyen en cada fascículo, además de las tarjetas de Información, otras tarjetas de actualización (página de enfrente) para que una vez rellenadas convenientemente sean devueltas a esta Editorial.

Formación profesional y cultura técnica FPCT Gustavo Gilí, S. A. - Barcelona

Comité asesor

Gennaro Acquaviva / Vinicio Baldelli Tommaso Casini / Umberto Cassinis Alessandro Cornetto / Fabio Cosentini Giuseppe De Rita / Mirto Doriguzzi Carlo Focacetti / Mario Gilll Giuseppe Glisenti / Giovanni Gozzer Mario Lenzi / Armando Malagodi Gino Martinoli / Gianfranco Merli Mario Milano / Geno Pampaioni Paolo Polese / Italo Ricci Luciano Tavazza / Matteo Vita

Área Metalmecánica

Grupo de trabajo

Cesare Bertuccelli Benedetto Canepa Carlo Focaccetti Mario Lensi Renato Saba Matteo Vita (Coordinador del grupo)

Encargados

Renato Saba

Colaboradores

Supervisión

Ernesto Aduc / Giuseppe Apostolo Nino Azzani / Antonio Bertolini Pietro Giglioli / Franco Grasselli Attilio Piersantelli / Maurizio Silvestro Stefano Sonza / Fernando Streito Ezio Tarasco / Silvio Velasco Matteo Vita

Consultas particulares

Carlo Focaccetti

Texto

Renato Saba

Redacción

Plerfrancesco Merzagora

Normalización y técnica de las ilustraciones

Norbert Linke

Dibujos

Organización 'Plurima', Torino

Composición gráfica

Bob Noorda Giovanni Galli (Unimark)

Curso de Máquinas herramienta

Máquinas herramienta/1

Ciclos de trabajos

I

El sistema FPCT ha sido publicado originalmente en italiano por Vallecchi Editore S.p.A. - Firenze

En la versión española han colaborado: Redacción

S. Segarra Isern

Ingeniero Técnico

Asesores

E. Sánchez Serena

Dr. Ingeniero industrial Subdirector de la Escuela del Trabajo de Barcelona Profesor de la Escuela de Ingeniería Técnica de Barcelona

T. Vidondo Sobejano

Ingeniero Técnico Profesor de las Escuelas Profesionales Salesianas Profesor de la Escuela de Ingeniería Técnica de La Almunia de D.a Godina (Zaragoza)

G. Segarra Casabona

Ingeniero Técnico Profesor de las Escuelas Profesionales Salesianas

A. Palau Siurana

Dr, Ingeniero Industrial

Coordinador

Sistema FPCT® por unidades coordinadas de enseñanza ©Vallecchi Editore S.p.A. y Editorial Gustavo Gili. S A. Talleres Gráficos Ferrer Coll - Pje. Solsona, s/n - BarceIona-14 Depósito Legal: B. 45.440 - 1972

EDITORIAL BARCELONA-1 5 MADRID-6

GUSTAVO

GI LI ,

S. A.

Rosellón,

87- 89

VIGO

Alcántara, 21 Marqués de Valladares, 47, 1.°

BiLBAO-1 SEVILLA

Colón de Larreátegui, 14, 2.° izq. Madre Ráfols, 17

BUENOS AIRES

Cochabamba, 154-158

MEXICO D. F. BOGOTA

Hamburgo, 303 Calle 22, número 6-28

SANTIAGO DE CHILE SAO PAULO

Santa Beatriz, 120 Rúa 24 de Maio, 35

Ind/Mm

Máquinas herramienta

C ic lo s c e tra b a jo Ciclos

1.1

Ciclos de trabajo Se define como ciclo de trabajo el conjunto de las operaciones, ordenadas según una secuencia preestablecida, que deben efectuarse sobre una pieza determinada para transformarla en un producto semielaborado o acabado, em­ pleando para ello útiles y máquinas determinadas y respetando los tiempos asignados para el propio ciclo.

En la mayoría de los casos, no basta una sola operación para concluir el ciclo de trabajo que debe sufrir una pieza para quedar dispuesta para su empleo. En general, cada operación forma parte de una serie de operaciones que van transformando progresivamente un ma­ terial en bruto, hasta convertirlo en una pieza acabada.

El estudio del ciclo viene impuesto por la necesidad de determinar, para cada pieza, premontaje o grupo, la secuen­ cia de operaciones más corta, emplean­ do el menor tiempo posible, con los medios más adecuados y a un coste de fabricación más reducido. Cuando se debe efectuar una fabrica­ ción que comprende operaciones di­ versas adquiere una gran importancia la programación detallada de todo el proceso: deben quedar bien claros el número de operaciones simples, la forma de efectuarlas, su secuencia y sus tiempos de ejecución, con el fin de evitar pérdidas de tiempo, pasos inútiles, etc A este tipo de exigencias responde el estudio de los ciclos de trabajo.

Los ciclos de trabajo se realizan en todos los campos de la metalmecánica, y pueden dividirse en tres grupos.

Ciclos de mecanizado

Mecanizado en máquinas herramienta Fundición Estampación, etc.

Ciclos de montaje

Montaje Desmontaje Montaje de piezas formando premon­ tajes o grupos

Ciclos de tratamientos térmicos

Temple Revenido Bonificado Recocido Cementación Nitruración

En el presente tratado se examinarán solamente algunos ejemplos de ciclos de mecanizado en máquinas herramien­ ta. Se darán también algunas nociones sobre los ciclos de tratamientos térmi­ cos y los ciclos de montaje, que pue­ den representar una fase intermedia o bien complementar los ciclos relativos a operaciones que deben efectuarse en máquinas herramienta. Estructura de un ciclo de trabajo Todo ciclo de trabajo se subdivide en una serie ordenada de operaciones. Cada operación está formada por un conjunto de fases de trabajo que el operario debe efectuar, manualmente, con una máquina o mediante un uti­ llaje, en un mismo puesto de trabajo y en una misma máquina.

MM 1.17-1

En todo ciclo, la secuencia de cada operación viene indicada por un nú­ mero, que por razones de comodidad va progresando de 10 en 10 (por ejem­ plo, la primera operación tendrá el nú­ mero 10, la segunda el 20, la tercera el 30 y así sucesivamente).

Los números intermedios (entre el 10 y el 20, entre el 20 y el 30, etc.) se reservan para el caso de posibles ope­ raciones intermedias.

Ind/Mm

Máquinas herramienta

C ic lo s ( e tra b a jo Ciclos

1.2

Ejemplo de un ciclo de mecanizado La pieza a mecanizar ha sido obtenida por fundición. El material es hierro fundido.

Operación 10 Fijación de la pieza (no representada en la figura). Operación 20 Mandrinado del alojamiento cónico y refrentado de la cara superior (des­ baste) . La operación se efectúa en un torno especial de varios husillos. Operación 30 Mandrinado del alojamiento cónico y refrentado de la cara superior (aca­ bado) . Se efectúa en la misma máquina que la operación 20. Operación 40 Taladrado de 4 agujeros para roscar (simultáneo). Operación 50 Roscado de los cuatro agujeros (si­ multáneo) .

Operación 60 Mecanizado del asiento superior.

Se han señalado en rojo las zonas que se han de mecanizar.

Ind/Mm

Máquinas herramienta

C ic lo s c e tra b a jo Ciclo de montaje

2.1

Ejemplo de un ciclo de montaje Montaje del árbol del rotor de un mo­ tor eléctrico pequeño, sobre el paquete completo de chapas con los discos de papel prensado. El ciclo de montaje se efectúa en una prensa oleodinàmica de 15 toneladas.

3

Operación 10 Colocar en posición el primer disco de papel. Operación 20. Colocar en posición el paquete de cha­ pas sobre el primer disco de pape! (respetar la referencia).

O p 10

Operación 30 Colocar en posición el segundo disco de papel.

O p 30

Operación 40 Colocar en posición el árbol del rotor. Operación 50 Calar el árbol. Operación 60 Expulsión manual del conjunto.

O p 50

Ind/Mm

Máquinas herramienta

C ic lo s d e tra b a jo

Ind/ Mm

Máquinas herramienta

C ic lo s c e tra b a jo Ciclos de los tratamientos

3.1

Ciclos de los tratamientos térmicos Se entiende por tratamiento térmico un conjunto de operaciones efectuadas en caliente a las que se someten los materiales metálicos con el fin de me­ jorar sus propiedades mecánicas (elas­ ticidad, dureza, tenacidad, etc.).

Los ciclos de tratamientos térmicos pueden formar parte de los ciclos de mecanizado, pero permaneciendo inde­ pendientes de ellos.

Los tratamientos térmicos se efectúan frecuentemente para reducir los cos­ tes de fabricación, ya que confieren buenas características mecánicas a materiales menos caros. Los aceros al carbono son especial­ mente adecuados para recibir un tra­ tamiento térmico.

Los tratamientos térmicos consisten en calentar los materiales hasta llevarlos a una temperatura crítica, caracterís­ tica de cada tratamiento y de cada metal, para enfriarlos después más o menos rápidamente.

El calentamiento tiene lugar en hornos de diversos tipos (de carbón, de com­ bustible líquido, eléctricos de resis­ tencia, etc.), que puedan proporcio­ nar temperaturas regulables con pre­ cisión. Debido a las elevadas temperaturas que se precisan en los tratamientos térmicos, ios termómetros más em­ pleados son los de termopar (o pares termoeléctricos), llamados también p¡rómetros termoeléctricos, que permi­ ten medir temperaturas superiores in­ cluso a los 1000° C.

El enfriamiento de los materiales ca­ lentados se efectúa por inmersión de las piezas en cubetas que contienen diversos líquidos (agua, aceite, etc.) o bien en hornos de circulación de aire, según sean el tratamiento y la velocidad de enfriamiento exigidos.

La finalidad del temple es aumentar la dureza del acero. El aumento de dureza obtenido me­ diante el temple trae consigo un aumento de la fragilidad del acero.

La temperatura de temple de los ace­ ros oscila alrededor de los 700° C para los extraduros, y alrededor de los 800’ C para los semiduros.

El revenido tiene como fin eliminar la fragilidad provocada por el temple, aunque también representa una dismi­ nución de la dureza. También se aplica el revenido para eliminar las tensiones internas y aumentar la ductilidad y la resiliencia del metal.

La temperatura de revenido de los aceros varía desde los 200° C hasta los 400° C.

Los tratamientos térmicos usados con mayor frecuencia son el temple, el revenido, el bonificado, el recocido, la cementación y la nitruración. Temple El temple de los aceros consiste en calentar progresivamente el metal has­ ta una temperatura que modifica su estructura. La nueva estructura es acicular (en forma de aguja) y se llama martensítica, caracterizada por proporcionar la máxima dureza. Al calentamiento le sigue un enfria­ miento muy rápido, con el fin de que el metal mantenga también a tempe­ ratura normal la estructura adquirida. Revenido El revenido es el tratamiento que, ge­ neralmente, suele seguir al temple. Consiste en calentar el metal hasta una temperatura que no supere la tempe­ ratura crítica inferior (temperatura de formación de la martensita) para so­ meterlo después a un enfriamiento brusco. Bonificado El bonificado consiste en un temple seguido de un revenido.

Recocido El recocido consiste en calentar el metal hasta una cierta temperatura comprendida dentro del intervalo crí­ tico. Se mantiene el metal a dicha temperatura y se enfría después muy lentamente.

La misión del bonificado es conseguir un metai con una característica de compromiso entre la dureza y la te­ nacidad. La finalidad del recocido es eliminar los efectos provocados por otros tra­ tamientos (por ejemplo, la fragilidad provocada por el temple) y dejar ho­ mogéneos los aceros, mejorando su mecanizabilídad (por ejemplo, para un posterior arranque de virutas).

La temperatura de recocido para los aceros varía desde los 750° C para los aceros extraduros, hasta ios 900° C para los aceros blandos.

Ind/Mm

Máquinas herramienta

C ic lo s c e tra b a jo Ciclos de los tratamientos

3.2

Cementación La cementación consiste en calentar a temperaturas muy elevadas los me­ tales sumergidos en cubetas que con­ tienen un medio sólido, líquido o ga­ seoso, con una composición química rica en carbono. Generalmente, la cementación se lleva a cabo en contacto con medios sólidos (cementos a base de carbón de leña en polvo y carbonato de bario, etc.).

La cementación tiene como finalidad aumentar la dureza del metal de la pieza, pero limitando el tratamiento a las capas superficiales. La cementación se aplica a aquellas piezas (p. ej. bielas) que deban re­ sistir simultáneamente al desgaste su­ perficial y a los esfuerzos mecánicos internos. La profundidad de penetración del tra­ tamiento en las piezas es de 1 mm aproximadamente.

Además de la temperatura de la cube­ ta que contiene la pieza que se va a cementar, tiene una gran importancia la duración del tratamiento, ya que la penetración del cemento en la pieza es lenta y gradual Por ejemplo, se nece­ sitan 9 horas de permanencia de la pieza en la cubeta, a 950° C, para que la cementación alcance una profundi­ dad de 1,5 mm.

La finalidad de la nitruración es aumen­ tar la dureza superficial de las piezas tratadas, pero sin disminuir su tena­ cidad. Además, las piezas sometidas a ni­ truración resisten mejor la corrosión que las cementadas. La profundidad de la capa nitrurada queda limitada a unas décimas de milímetro.

La temperatura de nitruración oscila entre los 400° C y los 600° C. También tiene mucha importancia, en este tratamiento, su duración. Por ejemplo, manteniendo la pieza unas 50 horas en una caja por la que se hacen circular vapores de amoníaco a 500° C, se obtiene una capa nitru­ rada de un espesor de 0,30 mm.

Nitruración La nitruración consiste en someter una pieza que haya sufrido ya un mecani­ zado completo u otro tratamiento tér­ mico, a la acción de un gas (normal­ mente se trata de amoníaco) que li­ bere el nitrógeno en la superficie de la propia pieza.

Ind/Mm

Máquinas herramienta

C ic lo s de tra b a jo Tiempos de los ciclos

4.1

Tiempos de los ciclos de mecanizado en las máquinas herramienta Al programar un ciclo de mecanizado, además de establecer el número de operaciones, su orden más adecuado y las condiciones de trabajo (máquina y utillajes que se deben emplear), se prevén también ios tiempos de ejecu­ ción que se conceden al operario para realizar las diferentes operaciones que componen el ciclo completo. Tiempo de preparación Es el tiempo durante el cual el opera­ rio prepara la máquina, la herramienta y la pieza, antes de iniciar el corte de! material.

Tiempo de mecanizado (o tiempo máquina) Es el tiempo durante el que se arranca viruta; se le añaden los tiempos de maniobra.

Es muy importante diferenciar exacta­ mente los tiempos de preparación de los de mecanizado. Sobre todo en re­ lación al número de piezas que se deben mecanizar.

Generalmente, los tiempos se refieren a dos momentos de la operación: el de la preparación de la máquina y aquel durante el que tiene lugar el arranque de viruta.

La unidad de medida en que se expre­ san los tiempos de los ciclos de me­ canizado es el minuto; las fracciones de minuto se expresan en centésimas de minuto. Ejemplo 8,40 minutos = 8 minutos y 40 centési­ mas de minuto, que corresponden a 24 segundos.

Al tiempo de preparación pertenecen, por ejemplo, operaciones tales como el afilado de la herramienta, la fija­ ción de la pieza, la fijación de la he­ rramienta, el ajuste de la máquina, etc.

El tiempo de preparación depende muy directamente de la habilidad del ope­ rario, de la organización del puesto de trabajo (disposición ordenada de las herramientas, de los accesorios y de los instrumentos de medida), de la racionalización con que se efectúe el transporte de la pieza, etc. Además, deben calcularse también fac­ tores de fatiga, de necesidad biológi­ ca, etc., que se calculan alargando el tiempo de preparación en un porcen­ taje adecuado.

Forman parte del tiempo de mecanizado tanto los tiempos principales de arranque de viruta, como los tiempos de maniobra relativos a las operacio­ nes de ajuste de la herramienta y de la máquina que se repitan, por ejem­ plo, a cada pasada sobre la pieza.

El tiempo de mecanizado depende prin­ cipalmente de factores ligados al tipo de mecanizado, al tipo de máquina em­ pleado, al material de la pieza, al tipo de herramienta utilizada, a la veloci­ dad de corte, al avance, al número de pasadas, etc. Por lo tanto, el tiempo de mecanizado puede determinarse fácilmente toman­ do como base las tablas de mecanizado relativas a las máquinas empleadas.

En efecto, si se debe efectuar una ope­ ración sobre un lote pequeño de piezas (por ejemplo, algunas decenas), el tiempo de preparación empleado por el operario incide fuertemente en el tiempo total y, por consiguiente, en el costo de fabricación. Pero, por lo contrario, si el número de piezas es elevado (por ejemplo, al­ gunos centenares), el tiempo de pre­ paración influye muy poco en el tiem­ po total, que depende principalmente del tiempo de mecanizado.

Tiempo ciclo Se define como «tiempo ciclo» el mí­ nimo tiempo teórico durante el cual el operario debe realizar las diferentes operaciones de un ciclo completo de mecanizado.

El tiempo ciclo está constituido por la suma de los tiempos de preparación (aumentado con los diferentes coefi­ cientes de descanso, etc.) y de los tiempos de mecanizado (principales y de maniobra).

Si se conoce el tiempo ciclo, se puede determinar el número de piezas a pro­ ducir en una hora (productividad hora­ ria de la máquina al 100 por 100 de actividad). Por lo que concierne a la actividad del maquinista y del equipo, debe tener­ se en cuenta que nunca alcanzará el 100 %, ya que depende del estado de conservación de la máquina y de la edad y características del operario. El valor real de la productividad hora­ ria de una determinada máquina se obtiene, pues, disminuyendo en un de­ terminado porcentaje aquella produc­ tividad que se ha calculado a partir del tiempo ciclo.

Ind/Mm

Máquinas herramienta

C ic lo s c e tra b a jo Tiempo de los ciclos

4.2

Estudio del ciclo de mecanizado Por estudio del ciclo de mecanizado se entiende el análisis y la realización del programa de un ciclo racional com­ pleto de mecanizado.

Por lo que se refiere a la determinación y transcripción de los tiempos, para cada operación se indican los tiempos subdivididos según el momento opera­ tivo a que se refieren.

La suma de los tiempos de mecanizado y de preparación dará el tiempo ciclo, y ya con este valor será posible calcu­ lar la producción horaria de la máquina al 100 % de actividad. Repitiendo el cálculo del tiempo ciclo para cada operación se podrá calcular el tiempo ciclo total, para lo que bas­ tará sumar los tiempos ciclo de cada una de las operaciones.

Tomando como base lo dicho anterior­ mente, el estudio de un ciclo consiste, ante todo, en fraccionar el mecanizado de una pieza determinada en una serie de operaciones a las que se asigna un número (10, 20, 30, etc.). La can­ tidad de operaciones debe ser la mí­ nima permitida por el mecanizado que se estudia. Cada operación debe efectuarse en el menor tiempo posible y sobre una misma máquina o utillaje.

Toda operación puede ser subdividida en un número variable de fases, a las que se asigna una numeración autó­ noma que corresponde r las diferentes acciones operativas efectuadas con la misma máquina empleada en la ope­ ración. Los números de las operaciones y de las fases se transcriben en una ficha adecuada, donde se escribe claramen­ te y por separado, al lado de cada nú­ mero, la operación o la fase que se debe realizar. Se indica también la máquina . elegida para efectuar la operación. Por lo que se refiere a las diversas fases, se recuerda que la máquina em­ pleada es siempre la rr sma. En los ejemplos que tiguen se han incluido también los d ujos esquemá­ ticos relativos a cada jeración y fase del ciclo, además del ¡. ano de la pieza con todas las cotas e Indicaciones relativas al grado de acabado que se exige.

Tiempo de mecanizado T.M. Tiempo de preparación T¡, Tiempo ciclo de una operación T.C;= = T.M.+TP, es decir, la suma de los tiempos anteriores.

En los ejemplos que siguen, cuando los tiempos citados se refieren al me­ canizado de una pieza que forma parte de un lote de varias piezas ¡guales, se indicarán con letras minúsculas (por ejemplo: t,, = tiempo de preparación para cada pieza).

Ind/Mm

Máquinas herramienta

C ic lo s de tra b a jo Ciclo de torneado y taladrado

5.2

Operación 10 Trazado completo sobre la pieza.

Operación efectuada manualmente en el banco T. C. = 8 min

Operación 30

Operación efectuada en mortajadora vertical

Mortajado del chavetero.

Velocidad de corte =20 m/min Avance = 0,1 mm Carrera =70 m m x6 mm T. M. = 1 min

Preparación

TP=5 min

Operación 40

Operación sensitiva

Taladrar 4 agujeros 0 10 mm

Velocidad de corte Avance Carrera T. M. = 0,80 min

Preparación

TP= 3 min

4,3 MU 1.17

efectuada

en taladradora =20 m/min = 0,1 mm =15 mm

Ind/Mm

Máquinas herramienta

C ic lo s c e tra b a jo Ciclo de torneado y taladrado

Operación 50 Chaflanar 4 agujeros por ambos lados

Operación efectuada sensitiva T. M. = 0,50 min

Preparación

Tp= 2 min

Operación 60

Operación efectuada a mano en el banco T. C.=2 min

Sacar rebabas del plano de apoyo

en taladradora

Control final

Operación efectuada a mano en el banco T. C.=1,50 min

Tiempo ciclo total

T. C.=30 min aproximadamente

Operación 70

5.3

El tiempo ciclo total es el resultado de la suma de los tiempos máquina y de los tiempos de preparación de cada una de las operaciones, aumen­ tados en un determinado porcentaje por los factores de fatiga y fisioló­ gicos.

Ind/Mm

Máquinas herramienta

C ic lo s ( e tra b a jo Ciclo de torneado y taladrado

♦

5.1

Ind/Mm

Máquinas herramienta

C ic lo s c e tra b a jo

Ind/Mm

Máquinas herramienta

C ic lo s c e tra b a jo Ciclo en máquinas diferentes

6 .2

Fase 4 Tornear a 0 16±0,05

Velocidad de corte Avance Carrera T. M.=0,05 min

Refrentado de la transición cota 15±0,1

Velocidad de corte Avance Carrera T. M. = 0,02 min

Fase 5 Cortar la pieza

Velocidad de corte Avance Carrera

= 100 m/min = 0,06 mm = 12 mm

T. M.=0,12 min

Fase 6 Refrentar la cabeza del manguito para obtener la cota 5±0,05

Velocidad de corte Avance Carrera

= 200 m/min = 0,06 mm = 13 mm

T. M. = 0,08 min

Tiempo de preparación total (montaje portaherramientas y herra­ mientas, ajuste de las herramientas, preparación de los calibres, etc.)

Tp= 60 min

Tiempo de preparación por pieza

tp= 1,20 min + 0,12 min = 1,32 min

Ind/Mm

Máquinas herramienta

C ic lo s d e tra b a jo Ciclo en máquinas diferentes

Segundo ciclo Máquina empleada: tomo paralelo nor­ mal Operación 10 Avance de la barra a tope

TP= 1 min (por pieza)

Operación 20 Taladrar 0 11,7

Velocidad de corte Avance Carrera T. M. = 0,16 min

Preparación

Tp= 1 min (por pieza)

=30 m/min = 0,2 mm = 26 mm

Operación 30 Tornear de desbaste a 0 16,5

Velocidad de corte Avance Carrera T. M. = 0,04 min ~

Preparación

Tp=1 min (por pieza)

=150 m/min = 0,2 mm = 17 mm

Operación 40 Mandrinar acabando a 0 12±0,05

Velocidad de corte Avance Carrera T. M.=0,17 min ~

Preparación

T„=1 min (por pieza)

m/min = 100 = 0,05 mm mm = 23

6.3

Ind/Mm

Máquinas herramienta

C ic lo s de tra b a jo Ciclo en máquinas diferentes Ejemplo de un ciclo de mecanizado de una misma pieza, efectuado en diferentes máquinas Como ejemplo de comparación entre los tiempos de dos ciclos de mecani­ zado de una misma pieza, se conside­ ran aquí dos mecanizados de una mis­ ma pieza (manguito] efectuados en dos máquinas difere ites. 1.“ Ciclo: Torno levólver de torreta exagonal 2° Ciclo: Torno paralelo normal En el primer ciclo, se consideran di­ versas fases, y no operaciones, ya que la preparación de la máquina se efec­ túa una sola vez para todo el lote de piezas.

Pieza que se debe mecanizar: man­ guito Material: bronce Mecanizado que se debe efectuar: ta­ ladrado, torneado, mandrinado y refrentado de la transición, desbastando y acabando. Cortar la pieza.

Primer ciclo Máquina empleada: Torno revólver, semiautomàtico, de to­ rreta exagonal, tipo FIAT 2SF. Fase 1 Avance de la barra a tope.

Fase 2 Tornear, de desbaste, a 0 16,5

Taladrar, de desbaste, a 0 11,7

Velocidad de corte Avance Carrera T. M. = 0,12 min

Velocidad de corte Avance Carrera T. M. = 0,16 min

Fase 3 Mandrinar, acabando, a 0 12±0,05

Velocidad de corte Avance Carrera T. M. = 0.17 min

= 100 m/min = 0,05 mm mrr = 23

5 ± 0,05

6.1

Ind/Mm

Máquinas herramienta

C ic lo s c e tra b a jo Ciclo en máquinas diferentes

6 .4

Operación 50 Refrentado 15 ± 0,1

de

la

transición,

cota

Velocidad de corte Avance Carrera T. M. = 0,02 min

= 150 m/min = 0,05 mm -- 3 mm

Tornear acabando 0 16±0,05

Velocidad de corte Avance Carrera T. M. = 0,05 min

= 150 m/min = 0,1 mm = 16 mm

Preparación

T„=2 min (por pieza)

Operación 60 Cortar la pieza

Velocidad de corte Avance Carrera T. M.=0,08 min

Preparación

Tp=2 min (por pieza)

Operación 70 Refrentar la cabeza del manguito para obtener la cota 5±0,05

Velocidad de corte Avance Carrera

= 200 m/min = 0,06 mm = 13 mm

=100 m/min = 0,06 mm = 12 mm

T. M. = 0,12 min Preparación

Tp=2 min (por pieza)

Tiempo ciclo total por pieza Primer ciclo

T. C.= 2,08 min ~

Segundo ciclo

T. C. = 10,66 min ~

Observaciones Comparando los tiempos ciclo de los dos ciclos estudiados, resulta evidente que el mecanizado efectuado en el torno revólver para un lote de 50 pie­ zas es mucho más ventajoso que el realizado en el to no paralelo normal.

En especial, se puede observar que gran parte del tiempo ciclo total del segundo ciclo se debe al tiempo de preparación. La preparación del torno revólver, aun­ que sea más lenta y laboriosa, se efec­ túa una sola vez para todo el lote de piezas.

Téngase en cuenta también, que tanto la preparación como la calificación del operario suelen ser diferentes en las dos máquinas. Para trabajar con el torno paralelo se necesita un operario (operario especialista) con calificación superior a la del operario del torno revólver (peón especialista).

I Ind/Mm

Máquinas herramienta

C ic lo s d e tra b a jo Cantidad de piezas Ejemplos de ciclos de mecanizado de una misma pieza, según la cantidad de piezas que deban producirse Las diferentes operaciones de un ciclo de mecanizado se programan de forma distinta según la cantidad de piezas que se deban producir. La cantidad y el orden de sucesión de las operaciones, así como la máquina y las herramientas empleadas, se di­ ferencian cuando la cantidad de piezas varía de forma sensible. Consideraremos tres ciclos de meca­ nizado para una misma pieza. Ciclo para una pequeña serie (10-40 piezas) Ciclo para una serie media (400-600 piezas) Ciclo para una gran serie (4000-5000 piezas)

Pieza que se debe mecanizar: Carcasa para un motor eléctrico de automóvil. Material de la pieza: Tubo trefilado de acero

MM 1.17-2

o 0 76+ 0 -4

7.1

Ind/Mm

Máquinas herramienta

C ic lo s de tra b a jo Cantidad de piezas

7.2

Observaciones para los tres ciclos En las páginas siguientes se desarro­ lla el estudio detallado de los tres ciclos. La comparación entre ellos sugiere las siguientes consideraciones, que tienen en cuenta también los resultados finales relativos a los tiempos ciclo totales. Ciclo para pequeña serie T. C.=25,30 min

La maquinaria empleada es, evidente­ mente, de tipo universal, normal en los talleres de utillaje. El coste hora­ rio de la mano de obra es elevado, ya que el operario debe poseer una cali­ ficación superior (operario calificado).

El tiempo de preparación es importan­ te, e influye fuertemente en el tiempo ciclo de cada operación, ya que se re­ parte entre una pequeña cantidad de piezas (10-40).

Ciclo para una serie media T. C. = 10,18 min

La maquinaria empleada es de tipo es­ pecial, es decir, cada máquina nece­ sita unos utillajes especiales auxilia­ res que se montan en la misma má­ quina al iniciar el mecanizado. El coste horario de la mano de obra es menor que el del ciclo de pequeña serie, puesto que basta con que el operario sea un operario común, sin calificación especial.

El tiempo de preparación influye me­ nos que en el caso anterior porque se reparte sobre un mayor número de piezas (400-600).

Clclo para gran serie

La maquinaria es de tipo especial y lo más automática posible. Las máquinas están unidas entre sí mediante rampas con el fin de disminuir los tiempos de transporte y de manejo de las pie­ zas. El coste horario de la mano de obra es similar al de las series medias, ya que la calificación exigida al ope­ rario es la misma.

Apenas si influye el tiempo de prepa­ ración sobre el tiempo ciclo, porque se reparte entre una gran cantidad de piezas (4000-5000).

T. C. = 2,05 min

Ind/Mm

Máquinas herramienta

C ic lo s c e tra b a jo Cantidad de piezas

7.3

Ciclo para una pequeña serie (10-40 piezas)

Operación 10

Operación efectuada en torno paralelo

Mandrinado de desbaste y de acabado del diámetro interior. Refrentado de una base, chaflanado y segado de la pieza.

T. M. = 1 min

Preparación

Tp= 2 min

Operación 20

Operación efectuada en torno para­ lelo

Refrentar la otra base, dejando la lonrfO

gitud igual a 93" 's Preparación

Operación 30 Trazado de los centros de los agujeros

Operación efectuada en el banco con el gramil T. C.=4 min

Operación 40

Operación efectuada en taladradora sensitiva de un husillo

Taladrar y avellanar 4 agujeros

T. M.=1,20 min

Preparación

Tp= 4 min w m m m n

Ind/Mm

Máquinas herramienta

C ic lo s d e tra b a jo Cantidad de piezas

7.4

Quitar rebabas interiores de los aguje ros

Operación efectuada en el banco con la lima T. C. = 2 min

Operación 60

Operación efectuada en el banco con utillaje

Recalcar los dientes de referencia de

T. C. = 1,15 min

Barnizado (exterior de la carcasa)

Operación efectuada en una cabina con pistola T. C.= 1 min

Operación 80

Operación efectuada en el banco

Control final

T. C. = 1 min

T. C.=25,30 min

El tiempo ciclo total se obtiene su­ mando todos los tiempos máquina y los tiempos de preparación (aumenta­ dos en los correspondientes factores de fatiga, de necesidad biológica, etc.) de todas las operaciones que consti­ tuyen el ciclo. Obsérvese la influencia de los tiempos de preparación en el tiempo ciclo, ya que aquéllos son elevados y el lote es bastante pequeño.

Ind/Mm

Máquinas herramienta

C ic lo s c e tra b a jo Cantidad de piezas

Ciclo para una serie media (400-600 piezas) Operación 10

Operación efectuada con sierra alter­ nativa semiautomàtica

Cortar el tubo (4 piezas cada vez)

T. C.=2 min

Quitar rebabas interiores y exteriores de las dos bases

Operación efectuada en una taladrado ra vertical de un solo husillo T. C. = 0,9 min

Operación 30

Operación vertical

Brochar diámetro interior

T. C.=0,9 min

Operación 40

Operación efectuada en el torno con la pieza montada en mandril T. C. = 1 min

Refrentar y chaflanar simultáneamente las dos bases.

efectuada

en

brochadora

7.5

Ind/Mm

Máquinas herramienta

C ic lo s c e tra b a jo Cantidad de piezas

7.6

Taladrar 4 agujeros y avellanar

Quitar rebabas de los agujeros, parte interior

Operación 70 Recalcar los dientes de referencia de los soportes en las dos bases.

Operación 80 Barnizar el exterior de la carcasa (8 pie­ zas cada vez)

Operación efectuada múltiple horizontal T. C.=2 min

en taladradora

I

Operación efectuada en taladradora sensitiva de dos husillos T. C. = 1.60 min

Operación efectuada chadora T. C. = 0,40 min

en

una rema­

Operación efectuada en cabina con pistola T. C. = 1 min

Operación 90

Operación efectuada en el banco

Control final

T. C. = 1 min

¡¡empo ciclo total

T. C. = 10,18 min

El tiempo ciclo total se obtiene suman­ do el tiempo ciclo de todas las ope­ raciones. Obsérvese que los tiempos ciclo de las operaciones comprenden todos los tiempos máquina, y el tiempo de pre­ paración repartido entre cada pieza.

Ind/Mm

Máquinas herramienta

C ic lo s c e tra b a jo Cantidad de piezas

Ciclo para grandes piezas (4000-5000 piezas) Operación 10

Operación efectuada en sierra auto­ mática de bisel

Cortar el tubo y chaflanar interior y exterior de las bases.

T. C. = 0,5 min

Operación 20

Operación efectuada en brochadora de cargador automático

Brochar (calibrar) diámetro (tres piezas cada vez)

interior

T. C.=0,30 min

Operación 30

Operación efectuada en máquina espe­ cial transfer circular

Refrentar bases, quitar rebabas, tala­ drar y avellanar agujeros.

T. C.=0,70 min

Operación 40

Operación efectuada con un dispositivo automático T. C.=0,10 min

Quitar rebabas interiores de los agu­ jeros

Operación efectuada con dispositivo automático de percusión Recalcar los dientes de referencia en íc)s dos bssBs

T. C. = 0,15 min

7.7

lnd/Mm

Máquinas herramienta

C ic lo s c e tra b a jo Cantidad de piezas

7.8

Barnizar exterior carcasa

Operación efectuada en un equipo auto­ mático de barnizado electrostático T. C. = 0,10 min

Operación 70

Operación efectuada en banco

Control final

T. C. = 0,20 min

Tiempo ciclo total

T. C. = 2,05 min

También en este caso, al igual que sucedía en el ciclo para una serie me­ dia, el tiempo ciclo total se obtiene sumando los tiempos ciclo de todas las operaciones. Nótese que el tiempo ciclo comprende ya todos los tiempos de preparación, aumentados en la forma acostumbrada.

Ind/Mm

Máquinas herramienta

C ic lo s de tra b a jo Ciclo de tratamientos y de rectificado

8 .2

Fase 3 Tornear de 0 30 a 0 30~1000X 104, con la herramienta posterior.

n = 827 r.p.m. a = 0,194 mm/vuelta T. M.=0,95 min

Fase 4 Tornear de 0 30 a 0 25,3x56 con la herramienta posterior.

Fase 5 Penetrar y tornear de 0 25,3 a 0 24x X20 con la primera herramienta del carro anterior.

Fase 6 Cilindrar de 0 30 a 0 22,3 x 36 en dos pasadas con la segunda herra­ mienta del carro anterior.

7.9 MM 1.17

n=827 r.p.m. a=0,194 mm/vuelta T. M.=0,58 min

n = 827 r.p.m. a=0,194 mm/vuelta T. M.=0,42 min

n=260 r.p.m. a=0,05 mm/vuelta T. M.=1,20 min

Ind/Mm

Máquinas herramienta

C ic lo s < e tra b a jo Ciclo de tratamientos y de rectificado

Fase 7 Tornear dos gargantas para rectificar, con la tercera herramienta del carro anterior.

n = 260 r.p.m. T .. „ „ T- M' = ° '59 mm

Fase 8 Tornear garganta de 1,3 mm de longitud a 0 21 con la tercera herramienta del carro anterior.

n = 260 r.p.m. T „ ' ' ’

Fase 9 Chaflanar dos aristas con la primera herramienta del carro anterior.

n = 827 r.p.m. T. M. = 0,45 min

Fase 10 Cortar a cota 99 con la cuarta herra­ mienta del carro anterior.

n = 827 r.p.m a = 0,05 mm/vuelta T. M.=0,64 min

Preparación Tiempo de preparación máquina, total

Tp=80 min

Tiempo de preparación máquina, para cada pieza.

Tp=1,60 min + 0,16 min = 1,76 min

8.3

Ind/Mm

Maquinas herramienta

C ic lo s c e tra b a jo Ciclo de tratamientos y de rectificado

Ejemplo del ciclo de mecanizado de una pieza que necesita tratamiento térmico y operaciones de rectificado

8.1

Ch. 1 0 21x1,3

Pieza que se mecaniza: Árbol para una máquina herramienta

0

0 22H6- 0,013

Material de la pieza: Acero al cromo-níquel de cementación El ciclo se ha previsto para una serie de 50 piezas.

En el plano, la cantidad de trianguíitos que señalan las zonas mecanizadas, indican el gra­ do de rugosidad. Pero no solamente se debe rectificar el diámetro 0 22 h6 marcado con 3 trianguíitos, sino también los diámetros 0 25 p6 y 0 25 h8 señalados con 2 triángulitos, si bien se permite en ellos una mayor rugosidad; estos dos últimos diámetros deben rectificarse por haber sometido ia pieza a un tratamiento térmico o por lo estrecho de la tolerancia de grado 6.

W

,-1,000

030

+ 0,035 + 0,022

025p6

0

B

24

+ 0,035

0 25 p6

+ 0,022

-7TT' ■' 0 025

Operación 10

Operación efectuada en torno revólver

Fase 1 Avanzar la barra a tope, utilizando la primera herramienta (tope) de la torreta.

Fase 2 Labrar centro con la segunda herra­ mienta de la torreta.

4

n=827 r.p.m. T. M.=0,61 min

hO

0,035

Ind/Mm

Máquinas herramienta

C ic lo s d e tra b a jo Ciclo de tratamientos y rectificado

8.4

Operación 20

Operación efectuada en torno revólver

Montar y desmontar pieza en pinza Quitar rabillo de segado Chaflanar aristas Labrar centros en el extremo cortado

T. M. = 0,40 min

Preparación

Operación 30 Efectuar el tratamiento térmico

Cementación — Temple

Operación 40

Operación efectuada en la rectificadora

Rectificar ios centros

n = 12.000 r.p.m. Avance manual T. M. = 0,40 min

Preparación

(continúa)

Tp= 0,20 min (por pieza)

ind/Mm

Máquinas herramienta

C ic lo s d e tra b a jo Ciclo de tratamientos y de rectificado

Operación 50

Operación efectuada en rectificadora con muela cilindrica 0 305 x 40

Fase 1 Rectificar (de desbaste) 0 25 p6 y 0 25 h8 a 0 25,06-°

n = 150 r.p.m. Avance de la muela Avance mesa T. M. = 1,00 min

Preparación

Tp=0,75 min

Fase 2 Rectificar transversalmente (en «plon­ gée») de 0 22,30 a 0 22 h6x36

n = 170 r.p.m. Avance de la muela =12,5 pm/vuelta

+

0,030

=10 pim/pasada =2,9 m/min

T. M. = 0,60 min Tp=0,35 min

Preparación

Fase 3 +

0,035

Rectificar, acabando, 0 25+0022x56

n = 150 r.p.m. Avance de la muela = 5 pm./pasada Avance de la mesa = 1,50 m/min T. M .= 1,0 min Tp=0,72 min

Preparación

Fase 4 +

0,035

+0

Rectificar de 0 25+0022 a 0 25-°'03S

n = 170 r.p.m. Avance muela= 12,5 p,m/vuelta T. M.=0,60 min

Preparación

T„=0,26 min

8.5

Ind/Mm

Máquinas herramienta

C ic lo s ( e tra b a jo Ciclo de tratamientos y de rectificado

8 .6

Operación 60 Refrentar de 0 22 a 0 30 a la cota + 0,100

32,7 0

Operación efectuada en rectificadora con muela de plato 0 200 x 30. n = 2590 r.p.m. a=2 mm/min T. M. = 0,60 min

Preparación

Tp= 0,40 min

Tiempo ciclo total

T. C .= 15,22 min

lnd/Mm

Máquinas herramienta

C ic lo s c e tra b a jo Ciclo de cepillado y rectificado

9.2

Operación 10

Operación efectuada en la cepilladora

Cepillar los dos flancos a cota 47,5 aproximadamente.

Avance de la bancada = 24 m/min Avance de la herramienta=0,5mm/carrera

Preparación

Operación 20

Operación efectuada en cepilladora

Fase 1 Cepillar en desbaste el plano de ajus­ te y el plano de deslizamiento (incli­ nación 5:1000).

Avance de la bancada = 24 m/min Avance de la herramienta=0,5 mm/ca-

Prepa-ación

Fase 2 Cepillar de acabado el plano de ajuste y el de deslizamiento.

Avance de la bancada=24 m/min Avance de la herramienta = 0,3 mm/carrera

Preparación

Operación 30 Efectuar dos chaflanes

Efectuar dos biseles

Operación efectuada en cepilladora Avance de la bancada=24 m/min Avance de la herramienta=0,5 mm/carrera Avance de la bancada=24 m/min Avance de la herramienta = manual T. M.=37,00 min

Preparación

Tp=45,00 min

Ind/Mm

Máquinas herramienta

C ic lo s < e tra b a jo Ciclo de cepillado y rectificado

Qperación 40

Operación efectuada en una rectifica­ dora plana, con plato magnético inclinable.

Comprobar, acoplando la corredera y la guía rectificada, la cota máxima y mínima del listón de ajuste (medir con calas planoparalelas el alojamiento del listón entre las guías inclinadas). Rectificar entonces, con una mesa ¡nclinable, las dos caras inclinadas a la cota exigida.

T. M. = 75,00 min para un exceso medio de material de 0,15 rr.m en cada cara.

Preparación

Operación 50 Trazar, en el extremo más pequeño y a unos 30+34 mm una línea de refe­ rencia para cortar la cabeza. Cortar la cabeza en el extremo más pequeño, según el trazado. Cortar la cabeza opuesta, dejando a la cota del plano.

Operación efectuada cinta. T. M. = 7,80 min

con sierra

Preparación

Tp= 15,00 min

Operación 60

Operación efectuada en fresadora

Fase 1 Fresar en dos tiempos agujero coliso 10,5x36

n=510 r.p.m. Avance = 28 m/min

Fresar en dos tiempos agujero coliso 6,4x36

n = 1020 r.p.m. Avance = 28 m/min T. M .= 11,00 min

Preparación

Tp= 35,00 min

Fase 2 Planear con fresa de dos filos de 0 4 Taladrar sucesivamente, con broca he­ licoidal de 0 4, los dos agujeros de lubricación. Preparación Fase 3 Labrar 2 agujeros colisos 4x1,5x30

Preparación

n = 1580 r.p.m. Avance manual n=2040 r.p.m. Avance = 0,05 m/min T. M.=4,00 min Tp=30,00 min

n = 1580 r.p.m. Avance = 19 m/mir. T. M.=2,00 min Tp=50,00 min

de

9.3

Ind/Mm

Máquinas herramienta

C ic lo s ( e tra b a jo Ciclo de cepillado y rectificado

Ejemplo de un ciclo de mecanizado de una pieza que necesita operaciones de cepillado y de rectificado Pieza que se debe mecanizar: Listón para máquina herramienta. Material de la pieza: Acero duro al carbono. El ciclo está previsto para una serie de 50 piezas.

4

9.1

ind/Mm

Máquinas herramienta

C ic lo s c e tra b a jo Ciclo de cepillado y rectificado

9.4

Operación 70 Taladrar el agujero de la cabeza, para movimiento del listón, a 0 6MAX40 Broca helicoidal 0 4,8

Operación efectuada sensitiva vertical. n = 1.600 r.p.m. T. M. = 2,00 min

en taladradora

Preparación

T,, = 3,30 min

Operación 80

Operación efectuada a mano

Adaptar el listón a su asiento, ras­ queteando cuidadosamente las dos ca­ ras inclinadas. Labrar las patas de araña y quitar re­ babas en general.

T. M. = 210,00 min

Preparación

TP= 30,00 m in

Tiempo ciclo total

T. C. = 840,47 min

Formación profesional y cultura técnica Industria/Metalmecánica Editorial Gustavo Gili, S. A.

Limado, brochado

Industria/Metalmecánica Máquinas herramienta/1

(Ciclo fundamental)

Indice

Limado, brochado

El cepillado

Ejemplos de piezas mecanizadas en la limadora y en la cepilladora / Ejemplos de piezas mecanizadas en la mortajadora / Herramientas para cepillar / Movimientos relativos entre la herramienta y la pieza / Movimiento de la limadora / Movimien­ tos de la cepilladora / Movimientos de la mortajadora / Máquinas para planear / Limadora / Cepilladora / Mortajadora.

1.1-.2

Limadora mecánica 2.1-.6

Partes principales de una limadora mecánica / Bancada y principales grupos de la limadora / Lubricación de las guías / Reglaje del huelgo de las guías de desliza­ miento / Portaherramientas / Levantamiento de la herramienta / Movimiento de trabajo / Variación de la amplitud de la carrera de trabajo / Ajuste de la zona de trabajo / Movimiento de alimentación / Dispositivo de accionamiento automá­ tico para el desplazamiento vertical de la herramienta / Ejemplo de limadora mecá­ nica.

Limadora oleodinàmica 3.1-.2

Sistema oleodinámico / Funcionamiento del circuito oleodinámico / Movimiento de avance de la mesa.

Cepilladora

Partes principales de una cepilladora mecánica / Movimiento de trabajo de la cepi­ lladora / Movimiento de avance.

4.1-.2

Mortajadora mecánica

Elementos principales de una mortajadora mecánica / Carro inclinado / Movimien­ to de trabajo / Ajuste de la zona de trabajo / Dispositivo para la transmisión auto­ mática del movimiento de alimentación.

5.1-.3

Mortajadora oleodinàmica 6.1

Elementos principales de una mortajadora oleodinámica / Ajuste y regulación de la carrera de trabajo.

Herramientas utilizadas para cepillar 7.1-.6

Herramientas para limadoras y cepilladoras / Sentido de avance / Forma de herra­ mientas / Herramientas rectas / Herramientas para desbastar / Herramientas para acabar / Herramienta para acabar a la americana / Herramientas de cuello de cis­ ne / Herramientas de cuello de cisne para ángulos / Herramientas curvadas o acodadas / Herramientas especiales para ranuras / Amplitud de los ángulos princi­ pales / Herramientas de acero rápido / Herramientas con plaquita postiza de alea­ ción dura / Herramientas para mortajar / Herramientas rígidas / Herramientas para cortar / Herramientas para perfilar / Herramientas especiales para chaveteros / Herramientas montadas sobre barra / Herramientas oscilantes / Amplitud de los ángulos principales de las herramientas de mortajar.

Unión de la herramienta a la máquina 8.1-.2

Fijación de la herramienta a la limadora / Fijación sobre placa oscilante libre / Fijación sobre placa oscilante gobernada / Normas y precauciones para fijar las herramientas a las limadoras / Fijación de los instrumentos de control / Fijación de la herramienta en la mortajadora.

Fijación de la pieza

Accesorios de fijación, comunes a las limadoras y a las mortajadoras / Accesorios exclusivos para las limadoras / Accesorios exclusivos para las mortajadoras / Plato autocentrante / Accesorios para el centrado de agujeros y de cilindros.

9.1-.2

Velocidades de corte y avances

Construcción de un prisma en V en la limadora 11.1-.2

10.1-.4

Velocidad del movimiento rectilíneo alternativo / Velocidad media / Número de carreras por minuto / Diagrama logarítmico / Velocidad de corte en las limadoras y en las mortajadoras / Correcciones de la velocidad de corte de las limadoras Correcciones de la velocidad de corte de las mortajadoras / Avance / Avances en la limadora / Avances en la mortajadora. Escuadrado de la pieza / Trazado de la pieza / Desbaste de la boca / Labrar la garganta del fondo de la boca / Acabado de la boca.

(El índice continúa en la contracubierta interior) MM 1.16

A modo de introducción

El sistema didáctico FPCT

En el sistema FPCT, por unidades coordinadas de enseñanza, las diversas materias de estudios se subdividen en unidades temáticas cerradas (formadas por una o varias hojas) agrupadas en fascículos. Los fascículos constituyen en sí eslabones monográficos, que convenientemente agrupados, según las necesidades de cada profesor (o de ios propios lectores en su autoformación), constituyen la materia de un curso más o menos extenso y más o menos especializado. Las hojas de los fascículos van encuadernadas de forma que sean fácilmente arrancables a fin de ofrecer la posibilidad de reagruparlas de acuerdo con el criterio particular de cada profesor, combinándolas con hojas de apuntes propios.

Lectura y estudio

Las diversas hojas están tabuladas por conceptos, vertical y horizontalmente. Esta tabulación se destaca con facilidad gracias a las cabeceras (en rojo y en negro), a las ilustraciones o, cuando faltan éstas, a los filetes que subdividen la página en sentido horizontal. La lectura de estas hojas tabuladas debe efectuarse de izquierda a derecha, de la primera a la tercera columna, siguiendo el orden de los bloques individuales de texto impreso. El paso de la primera columna a las demás sigue generalmente un criterio de gradación del tema: desde su enunciado a las explicaciones particulares. Por tanto, recorriendo la primera columna de arriba abajo es posible obtener una especie de resumen de lo tratado en las diversas hojas. Generalmente, la tercera columna se reserva para las ilustraciones y ejemplos prácticos.

Las ilustraciones

Los grabados no llevan ninguna clase de numeración. El texto que hace referencia a ellos queda siempre a su lado, estableciéndose así una correlación directa entre texto e ilustraciones. Cuando las ilustraciones requieren un mayor espacio o la extensión del tema unitario lo exige, se agrupan cuatro páginas debidamente ordenadas, formando bandera.

Elementos auxiliares para la lectura

Clasificación: En los recuadros superiores de cada página viene indicado el título del curso (encarnado), el título del fascículo, el tema de la página y su numeración. Llamadas: También en la cabecera de las páginas se indican en forma de llamadas los temas complementarios, útiles para una mejor comprensión de lo tratado en la página. Preguntas: Las respuestas a las preguntas indicadas en la cabecera constituyen un control de lo que el lector ha asimilado, principalmente en relación a los problemas prácticos y a las aplicaciones de las materias estudiadas. Símbolos: Algunos textos van acompañados a su lado de un pequeño símbolo en rojo; estos símbolos ayudan al lector a localizar inmediatamente las explicaciones útiles para la ejecución práctica de las operaciones descritas, para la manutención de la máquina, para lo que requiere una atención particular o para lo que hace referencia a la seguridad del operario. 3

= Atención

&

=

^

= Manutención

Operación

= Peligro

MM 1.16 0

Actualización de los textos

El programa FPCT prevé la integración de nuevos textos y la actualización de los ya publicados, de acuerdo con posibles sugerencias de los lectores y del avance de la Técnica. La Editorial procederá eventualmente a la reedición de algunas páginas que serán suministradas a los lectores que lo soliciten. Con este objeto se incluyen en cada fascículo, además de las tarjetas de información, otras tarjetas de actualización (página de enfrente) para que una vez rellenadas convenientemente sean devueltas a esta Editorial.

Formación profesional y cultura técnica FPCT Gustavo Gili, S. A. - Barcelona

Comité asesor

Gennaro Acquaviva / Vinicio Baldelli Tommaso Casini / Umberto Cassinis Alessandro Cornetto / Fabio Cosentini Giuseppe De Rita / Mirto Doriguzzi Carlo Focacetti / Mario Gilli Giuseppe Glisenti / Giovanni Gozzer Mario Lenzi / Armando Malagodi Gino Martinoli / Gianfranco Merli Mario Milano / Geno Pampaioni Paolo Polese / Italo Ricci Luciano Tavazza / Matteo Vita

Área Metalmecánica

Grupo de trabajo

Cesare Bertuccelli Benedetto Canepa Cario Focaccetti Mario Lensi Renato Saba Matteo Vita (Coordinador del grupo)

Curso de Máquinas herramienta

Encargados Colaboradores

Renato Saba

Supervisión

Máquinas herramienta/1 LimadoBrochado

Ernesto Aduc / Giuseppe Apostolo Nino Azzani / Antonio Bertolini Pietro Giglioli / Franco Grasselli Attilio Piersantelli / Maurizio Silvestro Stefano Sonza / Fernando Streito Ezio Tarasco / Silvio Velasco

Consultas particulares

Matteo Vita Carlo Focaccetti

Texto

Renato Saba

Redacción

Pierfrancesco Merzagora

Normalización y técnica de las ilustraciones

Norbert Linke

Dibujos

Organización 'Plurima', Torino

Composición gráfica

Bob Noorda Giovanni Galli (Unimark)

Ei sistema FPCT ha sido publicado originalmente en italiano por Vallecchi Editore S.p.A. - Firenze

En la versión española han colaborado: Redacción

S. Segarra Isern

Ingeniero Técnico

Asesores

E. Sánchez Serena

Dr. Ingeniero Industrial Subdirector de la Escuela del Trabajo de Barcelona Profesor de la Escuela de Ingeniería Técnica de Barcelona

Coordinador

T. Vidondo Sobejano

Ingeniero Técnico Profesor de las Escuelas Profesionales Salesianas Profesor de la Escuela de Ingeniería Técnica de La Almunia de D.a Godina (Zaragoza)

G. Segarra Casabona

Ingeniero Técnico Profesor de las Escuelas Profesionales Salesianas

A. Palau Siurana

Dr. Ingeniero Industrial

Sistema FPCT® por unidades coordinadas de enseñanza © Vallecchi Editore S.p.A. y Editorial Gustavo Gili, S. A. Talleres Gráficos Ferrer Coll - Pje. Solsona, s/n - Barcelona-14 Depósito Legal: B. 45432-1972

EDITORIAL BARCELONA- 15 MADRID-6 VIGO BiLBAO-1 SEVILLA BUENOS AIRES MEXICO D. F. BOGOTA SANTIAGO DE CHILE SAO PAULO

GUSTAVO

GI LI ,

S. A.

Rosellón,

87- 89

Alcántara, 21 Marqués de Valladares, 47, 1.“ Colón de Larreátegui, 14, 2.° izq. Madre Ráfols, 17 Cochabamba, 154-158 Hamburgo, 303 Calle 22, número 6-28 Santa Beatriz, 120 Rúa 24 de Maio, 35

Limado - Cepillado

MM 1.16-1

Llamadas

Ind/Mm

Angulos de desprendimiento y de incidencia de las herramientas de un solo filo.

Lim ado - C e p illa d o El cepillado

El cepillado Se entiende por cepillado el mecaniza­ do de superficies planas por arranque de viruta, obtenido por un movimiento de corte (o de trabajo) rectilíneo al­ ternativo, presentado por la herra­ mienta o por la pieza. Las máquinas herramienta destinadas a planear o cepillar son las limadoras, las cepilladoras y las mortajadoras. Estas máquinas sustituyen los trabajos manuales efectuados con la lima y con el cincel.

Ejemplos de piezas mecanizadas En las limadoras y en las cepilladoras es posible mecanizar horizontalmente superficies planas exteriores de cual­ quier forma y dimensiones. A-B Superficies de piezas prismáticas C Ranuras D Guías y correderas en cola de mi­ lano

Ejemplo de piezas mecanizadas en la mortajadora Las mortajadoras se utilizan para me­ canizar superficies exteriores vertica­ les, de cualquier perfil, y para la ob­ tención de paredes de diferentes perfi­ les en el interior de agujeros. A Chavetero transversal B Agujeros con ranuras y superficies planas interiores C Superficies laterales en general

Herramientas para cepillar Las herramientas para cepillar, emplea­ das en las limadoras, cepilladoras y mortajadoras, son herramientas de un solo filo, del mismo tipo que las usa­ das en el torno. Las herramientas utilizadas en las ce­ pilladoras y en las limadoras tienen la misma forma y las mismas característi­ cas geométricas. Las herramientas de las mortajadoras (B) tienen los ángulos de despren­ dimiento y de incidencia invertidos respecto a los mismos ángulos de las herramientas de las limadoras o de las cepilladoras (A) a causa de que la dirección de corte es diferente, pues en las limadoras y cepilladoras aquélla es horizontal (A) y en las mortajadoras es vertical (B).

Máquinas herramienta

La característica común a las tres má­ quinas es el movimemto de trabajo rectilíneo alternativo (horizontal o ver­ tical), presentado por la herramienta o por la pieza. Este movimiento rectilíneo alternativo comprende una carrera ac­ tiva de ida, durante la cual tiene lugar el arranque de la viruta, y otra carrera de retorno, pasiva y en vacío.

1.1

Ind/Mm

Máquinas herramienta

Lim ado - C e p illa d o El cepillado

1 .2

Movimientos relativos entre ia herramienta y ia pieza A pesar de que todas ellas son má­ quinas que realizan trabajos de cepi­ llado, las limadoras, las cepilladoras y las mortajadoras se diferencian entre sí por la distribución de los movimien­ tos relativos entre la pieza y la he­ rramienta. Movimientos de la limadora El movimiento de corte o de trabajo L es rectilíneo, alternativo, horizontal y lo efectúa la herramienta. El movimiento de avance A es rectilí­ neo e intermitente y lo presenta la pieza (1) o la herramelnta (2), según sea el mecanizado. El movimiento de penetración P es rec­ tilíneo y, según el mecanizado que se realice, lo efectúa la herramienta (1) o la pieza (2). Movimientos de la cepilladora

El movimiento de trabajo lo efectúa la pieza, y es rectilíneo, alternativo y horizontal. Los movimientos de avance A y de pe­ netración P los posee la herramienta.

Movimientos de la mortajadora

El movimiento de trabajo es rectilíneo, alternativo, vertical y lo efectúa la he­ rramienta. Tanto el movimiento de avance A como el de penetración P los efectúa la pieza.

Máquinas para planear Las máquinas que realizan operaciones de planeado pertenecen al grupo de las cepilladoras. Limadora

Componen este grupo, como ya se ha vsito, tres tipos de máquinas: limado­ ras, cepilladoras y mortajadoras. La limadora es una máquina de dimen­ siones limitadas y, por lo tanto, sólo puede planear superficies limitadas, como máximo de un metro de largo.

Cepilladora

La cepilladora es una máquina de gran­ des dimensiones que puede planear superficies muy extensas (incluso de varios metros de longitud)

Mortajadora

La mortajadora se distingue de las má­ quinas anteriores porque trabaja si­ guiendo una dirección vertical, general­ mente en el interior de agujeros de diámetro reducido.

Los órganos de transmisión y de maniobra de las tres máquinas pueden ser mecánicos o hidráulicos. Si son mecánicos se tienen limadoras, cepi­ lladoras y mortajadoras mecánicas. Si los órganos de transmisión o de maniobra son hidráulicos, se tienen limadoras, cepilla­ doras y mortajadoras hidráulicas u oleodinámicas.

Ind/Mm

Máquinas herramienta

Lim ado - C e p illa d o Limadora mecánica

Limadora mecánica La limadora es una máquina de cepillar que se caracteriza porque todos sus órganos de transmisión y de maniobra son mecánicos.

Los movimientos fundamentales reali­ zados por ¡a limadora son: movimiento de trabajo, poseído por la herramienta; movimientos de penetración y de avan­ ce, que los posee la pieza o la herra­ mienta.

Partes principales de una limadora mecánica A Bastidor o bancada B Motor C Cambio de velocidades, dispuesto en el interior del bastidor D Palancas del cambio de velocidades E Carro portaherramientas F Guías de deslizamiento dispuestas en la parte inferior del carro G Portaherramientas H Tambor graduado para regular la inclinación del portaherramientas K Manivela para regular la altura de la herramienta I Tirante roscado para limitar la ca­ rrera de trabajo L Carro vertical que se desplaza ha­ cia abajo mediante un sistema de tornillo y tuerca P M Guías verticales del carro L N Mesa portapiezas, que puede des­ lizarse a lo larqo del carro verti­ cal L O Guías horizontales para el desliza­ miento de la mesa Q Soporte para sostener la mesa R Plano de deslizamiento del sopor­ te Q S Guías colisas para la regulación en altura de la posición de la mesa N T Tornillos para el enclavamiento de la mesa ai soporte, en la posición deseada

o

R

N

P

o

2.1

Ind/Mm

Máquinas herramienta

Llamadas

Preguntas

Rozamiento

¿Qué es una contratuerca y cuál es su fun­ ción?

En la figura pueden observarse los canales para el aceite de lubricación, labrados en las guías hembra en cola de milano del bastidor, por las que desliza el carro portaherramientas.

El aceite, una vez que la bomba lo ha aspirado del depósito, se manda bajo presión a las guías de deslizamiento, a través de un sistema de tuberías delgadas.

Lim ado - C e p illa d o Limadora mecánica

2 .2

Bastidor o bancada y principales grupos de la limadora En la figura se han representado es­ quemáticamente los principales grupos que constituyen una limadora, desta­ cando especialmente sus acoplamien­ tos. El bastidor 1, de fundición, es una sola pieza. Está provisto de una gran base de apoyo, para conseguir estabilidad. En la parte superior del bastidor se han labrado las guías hembra en cola de milano para el deslizamiento del carro portaherramientas 2. En la parte anterior se han dispuesto las guías planas para el deslizamiento del carro vertical 4. El carro portaherramientas tiene guías macho en cola de milano, las cuales, acopladas a las guías hembra del bas­ tidor, permiten el movimiento de tra­ bajo. También se han dispuesto guías, ge­ neralmente en cola de milano, en la parte anterior del carro portaherra­ mientas, a fin de permitir el movimien­ to vertical del portaherramientas 3. El carro vertical, 4, además de las guías de acoplamiento al bastidor, presenta en su parte anterior unas guías hori­ zontales para permitir a la mesa, 5, realizar el movimiento de avance. Mien­ tras que el dibujo anterior mostraba guías de sección rectangular, el pre­ sente dibujo muestra otra solución a base de guías en cola de milano. Lubricación de las guías En las limadoras, la lubricación de las numerosas guías de deslizamiento tie­ ne una importancia especial, puesto que están sometidas a fuertes roza­ mientos y, por consiguiente, a des­ gaste.

Reglaje del huelgo de las guías de deslizamiento

£

A causa del hecho de que las guías de deslizamiento están siempre some­ tidas a fuertes rozamientos y, por lo tanto, al desgaste, es preciso efectuar periódicamente operaciones de reglaje para reajustar el huelgo de aquéllas. Esto se hace con el fin de evitar in­ convenientes tales como las vibra­ ciones. Un dispositivo muy empleado para el reglaje es el formado por una lámina A de acero templado, llamada listón, rectificada y con una ligera convergen­ cia. Esta lámina va montada entre la guía macho del carro D y su alojamien­ to en el bastidor o bancada E . Para aumentar o disminuir el huelgo existente entre la guía y su asiento, debe desbloquearse la contratuerca C y girar manualmente el tornillo B. El tornillo B mueve la lámina adelante y atrás, provocando de esta manera la disminución o el aumento del huelgo. Una vez finalizada la operación, se vuelve a bloquear la Contratuerca C.

Llamadas

¿Por qué razón se levanta la herramienta du­ rante la carrera de retorno del carro?

ind/Mm

Máquinas herramienta

Lim ado - C e p illa d o Limadora mecánica

Portaherramientas El grupo portaherramientas, que va fi­ jado al carro, además de soportar y su­ jetar la herramienta, posee los órganos de regulación en altura de la herra­ mienta y puede girar alrededor de su eje horizontal. En el grupo parcial­ mente seccionado de la figura se han representado, esquemáticamente, ios elementos que constituyen el porta­ herramientas. A Herramienta B Perno con funciones de brida, en cuya ventana se aloja la herra­ mienta C Tornillo para bloquear la herra­ mienta D Placa que puede oscilar alrededor del perno E F Placa en forma de horquilla, a la cual está fijado el perno E. Esta placa puede girar alrededor del perno G todo lo que permite la longitud de la ventana-superior, en cuyo interior se encuentra el tornillo de enclavamiento H I Carro del portaherramientas, que puede desplazarse a lo largo de las guías O del tambor graduado P L Manivela de mando del tornillo M M Tornillo introducido en la tuerca N, la cual está fijada al tambor gra­ duado, tornillo que permite despla­ zar el carro I a lo largo de las guías O N Tuerca P Tambor graduado que puede girar para disponerlo inclinado Q Perno de rotación dispuesto en el tambor P R Alojamiento para el perno Q en el carro U de la máquina S Espárragos que pueden moverse a lo largo de las guías T con el fin de unir, mediante tuercas, el tam­ bor graduado P al carro en la po­ sición deseada.

Levantamiento de la herramienta Durante la carrera de trabajo, el es­ fuerzo que soporta la herramienta ai arrancar material de la pieza, obliga a la placa oscilante D a permanecer apoyada contra la placa F. Durante la carrera de retorno en vacío del carro, la herramienta roza contra la superficie recién mecanizada, de ma­ nera que la placa D tiende a girar levantando la herramienta. En algunas limadoras, la rotación de la placa y el consiguiente levantamien­ to de la herramienta se consiguen me­ diante dispositivos automáticos.

2 .3

Ind/Mm

Máquinas herramienta

Lim ado - C e p illa d o Limadora mecánica

2 .4

Movimiento de trabajo Para cepillar con una limadora mecá­ nica, es necesario transformar el mo­ vimiento rotativo suministrado por el motor en el movimiento rectilíneo al­ ternativo del carro. La transformación se consigue median­ te un sistema de manivela colisa os­ cilante. A través de un cambio de velocidades, el motor transmite su movimiento ro­ tativo a un volante A que acciona una manivela colisa oscilante B, cuyo cen­ tro de giro es D. Un gorrón C, alojado en una ranura del volante A, arrastra la manivela B. El gorrón C recorre una trayectoria circular I con movimiento uniforme y al deslizar, junto con una corredera, en el interior de una ranura labrada en ¡a manivela B, transmite un movimien­ to alterno al carro E a través de la biela F.

Llamadas

Preguntas

Velocidad circular uniforme Velocidad periférica Transformación del movimiento circular en rec­ tilíneo

¿Por qué no se construyen limadoras que per­ mitan una carrera del carro superior al me­ tro?

B

©

Ajuste de la zona de trabajo Para cepillar superficies de una pieza, que se encuentran a diferentes distan­ cias del bastidor, se procede de la siguiente manera: Se afloja el tirante roscado S, con lo que se desvincula el carro del elemen­ to T, formado por una tuerca unida a la manivela. Accionando con una llave el árbol R, se gira el tornillo H, que está introdu­ cido en la tuerca, hasta situar el carro en la posición deseada respecto al bas­ tidor. Finalmente, se bloquea el tirante S en su nueva posición apretando el ele­ mento T. La carrera del carro sigue siendo la misma, pero se ha cambiado la zona de trabajo.

F

S

T

K E

Variación de la amplitud de la carrera de trabajo La variación de la amplitud de la ca­ rrera de trabajo se consigue al despla­ zar radialmente, sobre el volante A, el gorrón C; esto se logra por medio del par cónico G, tornillo y tuerca. El gorrón C, que recorre la circunfe­ rencia I con movimiento circular uni­ forme, arrastra la manivela adelante y atrás con movimiento pendular. El extremo oscilante de la manivela se mueve de derecha a izquierda durante el tiempo en que el gorrón describe el arco LMN. Por el contrario, el extremo oscilante de la manivela se mueve de izciuierda a derecha durante el tiempo en que el gorrón recorre el arco NOL. Está claro que el tiempo que necesita el extremo de la manivela para efec­ tuar una carrera de derecha a izquierda es mayor que el empleado para reali­ zar una carrera de izquierda a derecha; la primera carrera corresponde a la de trabajo y la segunda a la de retorno en vacío. En la figura se indica además cómo varía la carrera h al variar la distancia del centro al gorrón C. La longitud máxima de la carrera es de unos 800 mm.

&

H

h

h

(l

a

tX V

R

M_ t i

] __ 5

H T

--------\

S

■P\ fl

1

R

7 ®

S

T H

Ind/Mm

Máquinas herramienta

Lim ado - C e p illa d o Limadora mecánica

2 .4

Movimiento de trabajo Para cepillar con una limadora mecá­ nica, es necesario transformar el mo­ vimiento rotativo suministrado por el motor en el movimiento rectilíneo al­ ternativo del carro. La transformación se consigue median­ te un sistema de manivela colisa os­ cilante. A través de un cambio de velocidades, el motor transmite su movimiento ro­ tativo a un volante A que acciona una manivela colisa oscilante B, cuyo cen­ tro de giro es D. Un gorrón C, alojado en una ranura del volante A, arrastra la manivela B. El gorrón C recorre una trayectoria circular I con movimiento uniforme y al deslizar, junto con una corredera, en el interior de una ranura labrada en la manivela B, transmite un movimien­ to alterno al carro E a través de la biela F. Variación de la amplitud de la carrera de trabajo La variación de ia amplitud de la ca­ rrera de trabajo se consigue al despla­ zar radialmente, sobre el volante A, el gorrón C; esto se logra por medio del par cónico G, tornillo y tuerca. El gorrón C, que recorre la circunfe­ rencia I con movimiento circular uni­ forme, arrastra la manivela adelante y atrás con movimiento pendular. El extremo oscilante de la manivela se mueve de derecha a izquierda durante el tiempo en que el gorrón describe el arco LMN. Por el contrario, el extremo oscilante de la manivela se mueve de ¡zauierda a derecha durante el tiempo en que el gorrón recorre el arco NOL. Está claro que el tiempo que necesita el extremo de la manivela para efec­ tuar una carrera de derecha a izquierda es mayor que el empleado para reali­ zar una carrera de izquierda a derecha; la primera carrera corresponde a la de trabajo y la segunda a la de retorno en vacío. En la figura se indica además cómo varía la carrera h al variar la distancia del centro al gorrón C. La longitud máxima de la carrera es de unos 800 mm.

©

Ajuste de la zona de trabajo Para cepillar superficies de una pieza, que se encuentran a diferentes distan­ cias del bastidor, se procede de la siguiente manera: Se afloja el tirante roscado S, con lo que se desvincula el carro del elemen­ to T, formado por una tuerca unida a la manivela. Accionando con una llave el árbol R, se gira el tornillo H, que está introdu­ cido en la tuerca, hasta situar el carro en la posición deseada respecto al bas­ tidor. Finalmente, se bloquea el tirante S en su nueva posición apretando el ele­ mento T. La carrera del carro sigue siendo la misma, pero se ha cambiado la zona de trabajo.

Llamadas

Preguntas

Velocidad circular uniforme Velocidad periférica Transformación del movimiento circular en rec­ tilíneo

¿Por qué no se construyen limadoras que per­ mitan una carrera del carro superior al me­ tro?

B

H

F

S

T

8CC

h

h

a

a í)

Llamadas

Preguntas

Organos de transformación del molimiento cir­ cular en rectilíneo y viceversa

¿Por qué la distancia del trinquete a la ma­ nivela debe ser constante?

Ind/Mm

Máquinas herramienta

Lim ado - C e p illa d o Limadora mecánica

Movimients de alimentación El movimiento de avance de la mesa portapiezas debe ser alternativo y debe tener lugar, precisamente, durante la carrera de retorno del carro. El movimiento, suministrado por el ár­ bol A, se transmite a la manivela F a través de las ruedas B y C; la mani­ vela, mediante el vástago F, transmite un movimiento pendular alternativo al dispositivo H, el cual puede girar al­ rededor del eje del tornillo N. El dien­ te elástico I, que se muestra en detalle en la figura, tiene una forma que le permite saltar los dientes de la rueda de trinquete L, sin arrastrarla, cuando el dispositivo oscilante se mueve a la derecha; pero cuando se mueve hacia la izquierda engancha la rueda L y la arrastra. El tornillo N, que es solidario de la rueda L, gira a su vez y provoca el desplazamiento de la mesa Q. Al girar 180° el diente elástico, se invierte el sentido del movimiento de la mesa. La variación del desplazamiento de la mesa se gobierna variando la excen­ tricidad del botón E', que puede desli­ zar dentro de la guía E, y cuyo bloqueo lo efectúa la tuerca G. El vástago P, que une la manivela E con el grupo de trinquete H, sirve para mantener constante la distancia entre ambos, a pesar de los desplazamientos verticales de la mesa.

Dispositivo de accionamiento automático para el desplazamiento vertical de la herramienta Algunas limadoras, además del dispo­ sitivo manual, poseen otro dispositivo, automático, para el desplazamiento ver­ tical de la herramienta (movimiento de avance). Dicho dispositivo está formado por un trinquete D que, al girar, arrastra la rueda de trinquete E; esta rueda hace girar al par cónico G que, a su vez, transmite el movimiento rotativo al tornillo H, lo que provoca el despla­ zamiento vertical del portaherramien­ tas I. La rotación del trinquete D se obtiene mediante el empleo de una leva B que se fija a la guía C, solidaria del basti­ dor, en la posición deseada. Cuando el carro de la limadora se en­ cuentra en su fase de retroceso (ca­ rrera de retorno), arrastra el disposi­ tivo de trinquete D contra la leva B, provocando de esta manera la rotación del grupo. En esta fase, pues, la he­ rramienta baja. Durante la carrera de trabajo un mue­ lle F retorna el grupo del trinquete D a su posición inicial, pero la forma del diente elástico hace que éste salte sobre los dientes de la rueda del trin­ quete E sin arrastrarla, por lo que la herramienta se mantiene en su posi­ ción. Para anular el desplazamiento automático, es decir, para dejar inac­ tivo el dispositivo, basta con quitar la leva B. o bien, levantar el diente L y girarlo 90°.

MM 1.16-2

2.5

Ind/Mm

Máquinas herramienta

Lim ado - C e p illa d o Limadora mecánica

2 .6

Ejemplo de limadora mecánica A título de ejemplo, se ha reproducido aquí otro tipo de limadora mecánica, que se diferencia de la anterior tan sólo porque permite una mayor carrera del portaherramientas, desarrolla una potencia superior y posee un porta­ herramientas más robusto. Además, esta limadora va equipada con un dispositivo para el levantamien­ to automático del portaherramientas durante la carrera de retorno del carro. A ' Bastidor o bancada B Guías transversales para el desli­ zamiento de la mesa C Volante para el accionamiento ma­ nual del avance D Vástago que permite el movimiento de alimentación de la mesa E Volante de mando del carro F Palanca del cambio de velocidades G Guías del carro H Carro I Embrague K Dispositivo para el levantamiento de la herramienta L Guías verticales de la mesa M Volante para la regulación de la herramienta en altura N Portaherramientas O Mordaza giratoria. Se trata de un accesorio para la fijación de la pieza P Mesa portapiezas Q Soporte de la mesa, el cual puede deslizar sobre un plano inclinado rasqueteado, dispuesto en el bas­ tidor.

Llamadas

Mandos hidráulicos Circuitos oleodinámicos

Ind/Mm

Máquinas herramienta

Lim ado • C e p illa d o Limadora oleodinámica

Limadora oleodinámica Las limadoras oleodinámicas se dife­ rencian de las mecánicas tan sólo por tener la mayoría de sus órganos de mando y de transmisión de tipo hi­ dráulico u oleodinámico. Las principales ventajas que ofrecen las limadoras oleodinámicas son: Grandes posibilidades de regulación de las velocidades de trabajo. Velocidades de trabajo más constantes y, por consiguiente, mayor regularidad de trabajo. Funcionamiento elástico y práctico. Absorción más suave de los esfuerzos debidos al movimiento de su pesado carro. Seguridad contra los esfuerzos. Por el contrario, las limadoras oleodinámicas tienen un rendimiento glo­ bal inferior al de las limadoras mecá­ nicas y generalmente su coste es su­ perior. A B C D E F G H i

Bastidor o bancada Carro Portaherramientas Mesa portapiezas Guías horizontales de la mesa Mandos oleodinámicos Motor Soporte de la mesa Volante para el accionamiento ma­ nual de la mesa L-L' Topes para la regulación de la carrera del carro

Sistema oleodinámico El sistema oleodinámico funciona tal como se ha representado, esquemáti­ camente, en la figura. El motor M acciona la bomba P, la cual aspira aceite del depósito V y lo introduce en el circuito. El aceite llega, bajo presión, al dis­ tribuidor de cuatro vías D. En una pri­ mera fase, el distribuidor dirige el aceite al cilindro hidráulico C, donde su velocidad y su presión se transfor­ man en un empuje sobre los órganos de movimiento de la máquina. En una segunda fase, concluida ya la carrera de trabajo, el aceite retorna del cilindro al distribuidor, que lo di­ rige al depósito V; de esta manera concluye un ciclo correspondiente a la carrera de ida y de retorno de un movimiento alternativo.

3.1

Ind/Mm

Máquinas herramienta

Lim ado - C e p illa d o Limadora oleodinàmica

3.2

Funcionamiento del circuito oleodinámico El grupo motor-bomba A-B aspira el aceite del depósito C y, a través de la válvula de seguridad D y el orificio F, lo impulsa al distribuidor E. A través del orificio G y de la tub°ría 1, el aceite bajo presión llega a la cámara de la derecha del cilindro hidráulico I provocando el desplaza­ miento hacia la izquierda del pistón L y el del carro, que es solidario del vástago M. Al mismo tiempo, el aceite de la cá­ mara que queda a la izquierda del pis­ tón L sale a través de la tubería 2 y pasando por los orificios H y P del distribuidor y por la tubería 3, se des­ carga en el depósito C. Al moverse el carro hacia la izquierda, empujado por el pistón L y el vásta­ go M, el tope R, choca con la leva S y provoca la rotación del piñón T que, por estar engranado con la cremallera del vástago U, desplaza los dos pisto­ nes del distribuidor E. De esta forma, el orificio F queda en comunicación con el orificio H y el orificio G comunica con el orificio O. El aceite bajo presión cambia su curso y, a través de los orificios F y H y de la tubería 2, penetra en la cámara iz­ quierda del cilindro y empuja el pistón hacia la derecha. Al mismo tiempo, el aceite que se encontraba en la cámara derecha es empujado a través de la tubería 1 y de los orificios G y O hasta descargar en el depósito de aceite, con lo que concluye el ciclo. Movimiento de avance de ¡a mesa El funcionamiento del dispositivo de avance de la mesa se basa en un sis­ tema de trinquete, que permite un desplazamiento intermitente de la mesa. A través de un distribuidor ac­ cionado por los topes R y R, del carro, el aceite se introduce alternativamente en las cámaras de la derecha y de la izquierda del cilindro A, moviendo ade­ lante y atrás el vástago y la crema­ llera D. Ésta engrana con el piñón E, que es solidario de la palanca I del trinquete y la hace oscilar adelante y atrás. Con su movimiento alternativo, la palanca I, por medio del diente de arrastre H, provoca ia rotación inter­ mitente de la rueda F del trinquete. Esta rueda es solidaria del tornillo L que gobierna el desplazamiento trans­ versal de la mesa por medio de la tuerca M. En efecto, el diente Fl pro­ voca sólo el desplazamiento de la mesa cuando la cremallera D es impulsada adelante por el pistón B. Cuando la cremallera retrocede, el diente de arrastre salta sobre los dientes de la rueda F sin engancharlos. El desplazamiento de la mesa está sincronizado con el del carro, es decir, tiene lugar cuando el carro está en la fase de retorno. Para invertir el movimiento de la mesa N se desembraga el diente de arras­ tre H' que actúa sobre la rueda G, pro­ vocando la rotación del tornillo L en sentido inverso.

Llamadas

Preguntas

Mandos hidráulicos: bomba de engranajes

¿Cómo se regula la velocidad del carro en las limadoras oleodinámicas? ¿Cómo se regula la longitud de la carrera del carro?

Preguntas ¿Por qué las cepilladoras pueden planear su­ perficies mucho más largas que las limadoras?

Ind/Mm

Máquinas herramienta

Lim ado - C e p illa d o Cepilladora

4.1

Cepilladora La cepilladora, en lo que refiere a la manera de arrancar viruta y a la herra­ mienta empleada, no se diferencia de la limadora. Pero se trata de una máquina bastante mayor y, por lo tanto, su campo de aplicación es diferente del de la lima­ dora. Se utiliza para operaciones de cepilla­ do de grandes superficies planas o perfiladas: bancadas de torno, de pren­ sas y de rectificadoras y especialmente para la construcción de las guías de desplazamiento de las máquinas ci­ tadas.

A diferencia de las limadoras, el mo­ vimiento de trabajo de las cepilladoras lo presenta !a pieza que se mecaniza, en tanto que los movimientos de avan­ ce y de penetración los realiza la he­ rramienta. En la figura se muestra un tipo normal de cepilladora, de tamaño medio (lon­ gitud de la mesa 3 metros).

A Bancada B Guías horizontales para el desliza­ miento de la mesa portapiezas C Mesa portapiezas con ranuras en T D Montante doble con traviesa supe­ rior, en el que se han dispuesto las guías verticales para el desliza­ miento del pílente portaherramien­ tas E Puente portaherramientas F Cabezales portaherramientas que pueden desplazarse horizontalmen­ te por medio de los tornillos G H Vastago con cremallera para trans­ mitir el movimiento de avance de las herramientas l-L Topes para la regulación de la ca­ rrera de la mesa M Palanca para el mando de la in­ versión automática del movimiento de la mesa N Mecanismo de biela y manivela que, junto con el vástago con crema­ llera H, realiza el movimiento de alimentación del portaherramientas.

Ind/Mm

Máquinas herramienta

Lim ado - C e p illa d o Cepilladora

4.2

Movimiento de trabajo de la cepilladora El funcionamiento del mecanismo que proporciona el movimiento alternativo de la mesa de una cepilladora moderna es bastante complicado, por lo que sólo se dará una información elemental. Puesto que la mesa debe invertir su movimiento al final de cada carrera y, además, debe efectuar el retorno a una velocidad superior con el fin de ganar tiempo, las cepilladoras moder­ nas van equipadas con un dispositivo electromagnético, situado en la caja L, llamado acoplamiento de inversión electromagnética. A partir del acopla­ miento inversor, el movimiento se transmite, a través del par de engra­ najes cónicos N, al tren de engranajes I situado en el interior de la banca­ da A, tren que tiene como misión re­ ducir el número de revoluciones. La última rueda del tren engrana con la cremallera C, de igual longitud que la mesa B y fijada en su parte inferior; de esta forma, efectúa un movimiento de ¡da y vuelta. Los topes D y E, dispuestos sobre la mesa y separados entre sí una distan­ cia h que corresponde a la carrera de trabajo, accionan las palancas F; estas palancas actúan sobre un relé, colo­ cado en la caja G y enlazado con el acoplamiento inversor. Este relé tiene la misión de invertir el sentido de ro­ tación, y cambiar alternativamente el sentido de rotación del engranaje có­ nico N para obtener el movimiento al­ ternado de la mesa. Movimiento de avence Los desplazamientos de avance de la herramienta son originados por la mesa portapiezas al final de cada carrera de retorno, por medio de los topes D y E y de las palancas oscilantes F. Cuando la palanca choca contra el tope de fin de carrera de retorno (a la de­ recha) , por medio del vástago 1 y de la manivela 2 provoca la rotación del disco de manivela 3. El disco de la manivela, mediante la biela 4, obliga a la cremallera vertical S a moverse hacia abajo. La rueda 6, a la que va unido el trinquete 7, hace girar a la rueda del trinquete 8 y a la rueda dentada 9 solidaria con ella. La rueda 9, por medio del piñón 10, hace girar al tornillo 11 introducido en la tuerca del portaherramientas 12 que, por lo tanto, se desplaza lateralmente y toma el movimiento de avance en un determinado sentido. Al final de la carrera de trabajo, el tope D de la izquierda de la mesa cho­ ca contra la palanca F y, a través de la misma cadena cinemática, obliga a la cremallera a moverse hacia arriba. La rueda 6 gira ahora en sentido in­ verso, pero no transmite su movimien­ to a la rueda dentada 9 porque el trin­ quete 7 salta sobre los dientes de la rueda 8 sin arrastrarla. Si se quiere invertir el sentido del avance de la herramienta, es necesario invertir el sentido de giro del torni­ llo 11. Esto se obtiene al sustituir el enlace 9-10-11 por el enlace 13-14-15-16, lo que se consigue desembragando eh piñón 10 y embragado el piñón 13.

Llamadas

Preguntas

Inversores de movimiento Relés

¿Qué dispositivo permite regular la carrera de la cremallera S de la figura?

Máquinas herramienta

Ind/Mm

Lim ado - C e p illa d o Mortajadora mecánica

Mol-tajadora mecánica La mortajadora es una máquina herra­ mienta que se utiliza para cepillar las superficies interiores de los agujeros o las exteriores de perfiles cualesquiera. Trabaja con movimiento rectilíneo ver­ tical alternativo de la herramienta. La manera de arrancar la viruta es la misma de la limadora y de la cepi­ lladora.

Los movimientos de avance y de pe­ netración los efectúa la pieza, que puede moverse en un plano horizontal tanto transversal como longitudinal­ mente. Además, gracias a una mesa portapiezas que puede girar alrededor de su eje vertical central, el movimien­ to de avance puede ser también cir­ cular.

Las mortajadoras, al igual que las li­ madoras y las cepilladoras, pueden ser tanto mecánicas como oleodinámicas, según sean sus órganos de mando y de transmisión. Elementos principales de una mortajadora mecánica A Bastidor o bancada B Montante vertical sólidamente uni­ do por tornillos al bastidor A C Carro portaherramientas, que se mueve en dirección vertical a lo largo de la guía E del montante B D Portaherramientas unido por torni­ llos al carro C. Puede girar 180° en el piano horizontal E Guía para el deslizamiento del carro F Dispositivo para el ajuste de la carrera de trabajo G Volante para regular la amplitud de la carrera de trabajo H Mesa portapiezas giratoria situada en el centro del carro superior O. En el centro de la mesa se encuen­ tra un agujero para el centrado de la pieza. La mesa puede girar 360° alrededor de su eje vertical central I Volante para el mando de la rota­ ción de la mesa L Carr" transversal, que puede desli­ zar a lo largo de la guía M del bastidor N Volante para el mando del despla­ zamiento transversal del carro O O Carro superior que puede deslizar a lo largo de las guías P del carro transversal Q Volante para el mando del despla­ zamiento transversal del carro O R Vástago del dispositivo de accio­ namiento de la alimentación auto­ mática de los carros L y O y de la mesa giratoria H S Árbol de transmisión de los mo­ vimientos de alimentación T Árbol ranurado para la transmisión del movimiento de rotación a la mesa giratoria H U Palanca de mando del cambio de velocidades V Palanca de mando del embrague.

v

u

5.1

lnd/Mm

Máquinas herramienta

Lim ado - C e p illa d o Mortajadora mecánica

Llamadas

Transformación del movimiento mediante ma­ nivela colisa oácilante

5.2

Carro inclinado En algunas mortajadoras puede incli­ narse el carro portaherramientas B, a fin de mortajar huecos inclinados para cuyo mecanizado sería necesario el uso de un complicado sistema de fijación de la pieza.

Movimiento de trabajo Al igual que en la limadora, el movi­ miento de trabajo se transmite desde el motor al carro portaherramientas a través de un grupo que transforma el movimiento rotativo en otro rectilíneo.

Estas máquinas tienen una cuna C os­ cilante alrededor del eje D fijado al montante A. Sobre esta cuna se han dispuesto las guías a lo largo de las cuales desliza el carro portaherramientas. Cuna y ca­ rro pueden adoptar una inclinación má­ xima de unos 15°, en un sentido o en otro. La cuna puede enclavarse en una posi­ ción de trabajo inclinada apretando a fondo la tuerca E.

El grupo de transformación del movi­ miento de la mortajadora puede ser muy diferente del empleado en la li­ madora. Se trata generalmente de un mecanis­ mo de manivela colisa oscilante (ba lancín) cuyo punto de apoyo se en­ cuentra entre el balancín y el carro.

Esta disposición es adecuada porque en estas máquinas, a diferencia de lo que ocurre en las limadoras, las carre­ ras del carro son de poca longitud.

Una vez aflojada la palanca M, se ac­ túa con una llave sobre el grupo cóni­ co movido por el árbol P, con lo que se consigue el giro del tornillo O, soli­ dario del carro. El giro de este tornillo provoca el desplazamiento hacia arriba o hacia abajo del carro portaherramien­ tas ya que aquél se atornilla a la tuerca del dispositivo L. Una vez conseguido el desplazamiento se enclava nuevamente el dispositivo L mediante la palanca M.

La amplitud de la carrera del carro se regula al variar la posición del botón de manivela B a lo largo de un radio de la rueda A, de forma análoga a lo que se ha visto para la limadora.

La rueda dentada A recibe el movi­ miento del cambio de velocidades y arrastra con ella el botón B de la ma­ nivela, botón al que va unida la corre­ dera F. Esta corredera desliza dentro de las guías E de la palanca C cuyo apoyo es D. El botón de la manivela, al describir una trayectoria circular, imprime un movimiento oscilante a la palanca C que, a través de la biela N, lo trans­ mite ai carro portaherramientas I. De esta manera, el carro se mueve con movimiento alternativo rectilíneo ver­ tical.

Ajuste de la zona de trabajo ©

El ajuste de la carrera, es decir, la determinación de la zona de trabajo de la herramienta, se obtiene al liberar el dispositivo L que enlaza el carro porta­ herramientas con la palanca C.

Llamadas

Organos de transmisión: inversores de movimiento y embragues

!nd/Mm

Máquinas herramienta

Limado - Cepillado Mortajadora mecánica

Dispositivo para la transmisión automática del movimiento de alimentación El dispositivo está formado, en esencia, por los siguientes elementos: A Árbol de la rueda A (visible en la figura anterior] B Manivela con una ranura en T C Botón de manivela D Biela E Muelle F-G Trinquete H Árbol ranurado I Rueda dentada cónica, que puede deslizar a lo largo del árbol H L Grupo inversor del movimiento auto­ mático del carro superior M Grupo inversor del movimiento auto­ mático del carro transversal N Volante para el avance manual cir­ cular de la mesa giratoria. El árbol A tiene sus giros sincronizados con las carreras del carro portaherra­ mientas y, a través de dos ruedas có­ nicas de igual número de dientes, trans­ mite el mismo número de revoluciones a la manivela B.

©

El botón de manivela C gira por lo tan­ to con movimiento circular uniforme y transmite un movimiento alternativo a la biela D. La palanca del trinquete unida a la bie­ la D oscila entonces con un movimien­ to pendular, arriba y abajo. Al subir, el trinquete G no hace girar la rueda de trinquete F, puesto que aquél salta sobre los dientes de la rueda. Cuando baja, el trinquete engancha un diente de la rueda F y la arrastra. De esta manera, el árbol ranurado H, que es solidario de la rueda F, también gira. El árbol H transmite el movimiento a los diversos dispositivos de avance: longitudinal transversal giratorio de la mesa (no representado en la figura). Téngase en cuenta que el movimiento de alimentación es intermitente y está sincronizado con el movimiento del ca­ rro portaherramientas, de manera que cuando éste vuelve a subir (carrera de retorno) se produce el desplazamiento de los otros carros. Por el contrario, cuando el carro porta­ herramientas baja (carrera de trabajo) los demás carros y la mesa permane­ cen quietos. Para imprimir a un carro o a la mesa circular el movimiento de alimentación manual mediante el volante R, se de­ sembragan los piñones Q-S del inver­ sor, lo que se consigue colocando la palanca O del embrague P en posición central. Para aumentar o disminuir el valor del avance de los carros basta con aumen­ tar o disminuir la distancia del botón C al eje de rotación de la manivela B. Esto se logra bloqueando el tornillo que fija el botón de manivela a una distancia conveniente del eje citado. MM 1 .1 6 -3

5.3

Preguntas ¿Qué ventajas e inconvenientes presenta una mortajadora oleodinàmica en comparación ccn una mecánica?

Ind Mm ~

~

Vac - -as he ~

”

L ¡ m 3 Q 0 ■ O S P lIlB u O _ _____ “ Mortajadora oleodinàmica

Mortajadora oleodinàmica Por lo que se refiere a la manera de trabajar de la herramienta y a los mo­ vimientos efectuados, las mortajadoras oieodinámicas no se diferencian de las mecánicas.

Elementos principales de una mortajadora oleodinámica A Bastidor o bancada B Guías horizontales sobre las que deslizan los carros y la mesa portapiezas C Montante, en cuya parte superior se ha dispuesto el alojamiento de la cuna oscilante D que sostiene el carro portaherramientas E. So­ bre el montante se han labrado los alojamientos de los pernos y los agujeros colisos de deslizamiento de las espigas de bloqueo de la cuna en la posición deseada D Cuna oscilante situada en el alo­ jamiento del montante; puede os­ cilar unos 15° adelante, según las necesidades del mecanizado. En la cuna se han dispuesto los aloja­ mientos para las guías de desli­ zamiento del carro portaherramien­ tas E E Carro portaherramientas, construi­ do de fundición, que se mueve, con movimiento alternativo, alojado en la cuna oscilante; lo acciona el vástago del pistón del cilindro oleodinámico F. El cilindro es solidario de la cuna, en tanto que el vásta­ go del pistón es solidario del carro portaherramientas. El carro porta­ herramientas incorpora un cursor sobre el que se han montado dos topes regulables G que, al mover la palanca H, gobiernan la inver­ sión de la carrera del pistón y, por tanto, del carro portaherra­ mientas I Portaherramientas, igual en todo al de la mortajadora mecánica. L Central de los mandos mecánicos y oleodinámicos M Grupo de los carros portapiezas (longitudinal, transversal y circu­ lar), iguales a los descritos para la mortajadora mecánica. Los avan­ ces se gobiernan tanto manual, por medio de los volantes N y O, como automáticamente. Ajuste y regulación de la zona de trabajo La regulación de la zona de trabajo y su ajuste se obtienen mediante el mismo sistema empleado en las lima­ doras oieodinámicas y se fundamenta en el desplazamiento de los topes G sobre el cursor del carro portaherra­ mientas.

En lugar de las ruedas dentadas y de los mecanismos propios de las morta­ jadoras mecánicas, en las oleodinámtcas se tienen circuitos hidráulicos del tipo, ya visto, empleado en as —adoras oieodinámicas.

La diferencia se encuentra exclusiva­ mente en los medios empleados para realizar el movimiento de trabajo y para regular la velocidad de trabajo y la carrera del carro portaherramientas.

E

A

F

N

O

Ind/Mm

Máquinas herramienta

¡Limad© - C e p illa d o

Ind/Mm

Máquinas herramienta

Lim ado - C e p illa d o Herramientas

7.1

Herramientas utilizadas para cepillar Las herramientas utilizadas para cepi­ llar, salvo casos excepcionales, son las mismas que se utilizan para tornear. Las herramientas para las limadoras o para las cepilladoras son iguales (aunque estas últimas suelen ser más robustas), en tanto que las empleadas en las mortajadoras tienen los ángulos de incidencia y de desprendimiento invertidos. Herramientas para limadoras y cepilladoras Las herramientas empleadas en las ce­ pilladoras son herramientas de un solo filo; están constituidas por un mango que sirve para la fijación a la máquina, y por una cabeza, que es la parte acti­ va, en la cual se encuentra el filo.

Los tres ángulos fundamentales que caracterizan la herramienta son: el án­ gulo del filo ß, el ángulo de inciden­ cia a y el ángulo de desprendimiento y. Como puede verse en la figura, ios ángulos a, ß y y se miden en un plano perpendicular al filo.

Las características geométricas de una herramienta usual, de un sólo filo, son: a Superficie de desprendimiento, so­ bre la cual se forma y resbala la viruta b

flanco del filo principal, vuelto ha­ cia la pieza en la dirección del avance

c

filo principal, dispuesto en la arista formada por las caras a y o

|3 ángulo del filo y

ángulo de desprendimiento

a

ángulo de incidencia

d

flanco del filo secundario

e

filo secundario, dispuesto en la arista formada por las caras a y d

8

ángulo de la punta, comprendido entre los filos c y d ángulo de regulación del filo prin­ cipal, formado en el plano de refe­ rencia por las proyecciones del filo principal y de la superficie meca­ nizada

x

h

altura, igual a la distancia entre la base y el punto de intersección de los filos c y e.

Sentido de avance La pieza puede cepillarse tanto con avance a la derecha como a la iz­ quierda. En el primer caso, la herramienta pre­ senta el filo a la derecha y se llama, precisamente, herramienta a la dere­ cha. En el segundo caso, mirada desde la cabeza y con los filos arriba, presenta el filo principal a la izquierda y, en consecuencia, se llama herramienta a la izquierda. Algunas herramientas tienen los filos simétricos y, por consiguiente, tanto pueden cepillar con avance a la izquier­ da como a la derecha.

< = □ ___________________________

e

£

Ind/Mm

Preguntas ¿Qué significa el triángulo situado sobre la superficie que se mecaniza, en la figura ilus­ trativa de la herramienta para acabar a la americana?

Máquinas herramienta

Lim ado - C e p illa d o Herramientas

7.2

Forma de las herramientas Las herramientas para cepillar se di­ ferencian por la posición de su cabeza con respecto al mango. Las herramientas pueden ser rectas, de cuello de cisne y curvadas. Herramientas rectas Herramientas para desbastar

Las herramientas para desbastar pue­ den ser a la derecha o a la izquierda. Están construidas en acero rápido o bien con plaquitas postizas de metal duro. Son muy robustas para que puedan arrancar viruta de gran sección. Estas herramientas pueden trabajar con una profundidad de pasada de hasta 10 mm.

i

Herramientas para acabar

Las herramientas de acabar suelen ser herramientas que tanto pueden traba­ jar con avance a la derecha como a la Izquierda. La herramienta de la figura es una herramienta recta de acabar, construi­ da en acero rápido.

Herramienta para acabar a la americana

Se trata de una herramienta destinada al acabado de grandes superficies em­ pleando un fuerte avance. El filo de la herramienta es un segmen­ to de arco de círculo y trabaja con un avance aproximadamente igual a la mitad de su ancho, es decir, unos 5-4-7 mm. Los surcos producidos de esta manera por la herramienta quedan muy visibles, sin embargo, la superficie que se ob­ tiene es muy regular y constituye un buen plano de apoyo. Este tipo de ce­ pillado suele conocerse con el nombre de «cepillado a la americana». El cepillado a la americana resulta muy adecuado para las superficies sobre las que se disponen fijaciones por bri­ da y para las superficies vistas, ya sea por razones de estética, ya para mejor garantizar la buena conservación del plano en caso de golpes, rayas, etc.

Llamadas

Ind/Mm

Momentos flectores

Máquinas herramienta

Lim ado - C e p illa d o Herramientas

Herramientas de cuello de cisne Las herramientas de cuello de cisne tienen la propiedad de no clavarse en la superficie que se mecaniza cuando, a causa de una resistencia imprevista del material, la herramienta es obliga­ da a flectar. En la figura se muestra cómo el filo de una herramienta recta (A), que flecta al soportar un esfuerzo excesivo, penetra en la superficie que se meca­ niza. El filo, al girar respecto al punto P de apoyo de la herramienta, describe un arco que pasa por debajo de la super­ ficie mecanizada. Por el contrario, la herramienta de cue­ llo de cisne (B) tiene su cabeza cur­ vada hacia atrás en el plano de la di­ rección de trabajo. Su filo se encuentra en la vertical del punto de apoyo P. Por lo tanto, cuando el filo gira respecto al punto P des­ cribe un arco que lo separa de la superficie que se mecaniza. Herramientas de cuello de cisne para ángulos

Herramientas curvadas o acodadas Las herramientas curvadas sirven para mecanizar superficies horizontales e inclinadas. En la figura se muestra una herramien­ ta curvada, que puede ser a la derecha o a la izquierda, para el mecanizado de las guías en cola de milano. El avance se le aplica a la herramienta por medio del carro portaherramientas, y su dirección es paralela a la cara que se mecaniza (A). La misma herramienta puede cepillar el plano horizontal de la guía. El avance se aplica en este caso a la pieza, por medio de la mesa portapiezas (B).

La herramienta de cuello de cisne de la figura puede ser a la derecha o a la izquierda, y se utiliza para obtener superficies que deban formar entre sí ángulos con aristas de radio muy pe­ queño. La misma herramienta sirve tanto para el desbaste como para el acabado.

7 .3

Ind/Mm

Máquinas herramienta

Lim ado - C e p illa d o Herramientas

Llamadas

Materiales para la construcción de herramien­ tas

7 .4

Herramientas especiales para ranuras En la figura pueden verse dos herra­ mientas para labrar ranuras en T, con plaquita postiza de metal duro. Herramienta recta, para cortar el hue- [> co central, de sección rectangular, en toda su profundidad. Juego de dos herramientas, una a la [> derecha y otra a la izquierda, para la­ brar los dos huecos laterales.

Amplitud de los ángulos principales Los ángulos a, (3 y y varían según el tipo de herramienta utilizado y el ma­ terial que se mecaniza. Herramientas de acero rápido a

p

T

Fundición y bronce.

10°

75°

Acero.

10°

70°

5° 10°

Aleaciones ligeras.

10°

65°

15°

Material que se mecaniza

a

P

r

Fundición y bronce

8°

74°

8°

Acero Aleaciones ligeras

8° 8°

68° 62°

14° 20°

Material que se mecaniza.

Herramientas con plaquita postiza de aleación dura

lnd/Mm

Máquinas herramienta

Limado - CepÜIado Herramientas

Herramientas para mortajar Las herramientas empleadas en las mortajadoras, al igual que las usadas en las limadoras, son herramientas de un solo filo. Sin embargo, mientras que las herra­ mientas utilizadas en la limadora son del mismo tipo que las empleadas en el torno, las herramientas de la mortajadora presentan los ángulos de inci­ dencia y de desprendimiento inver­ tidos.

Las herramientas para mortajar se di­ viden en: herramientas rígidas

Herramientas oscilantes

En efecto, la herramienta de la mortajadora tiene su movimiento de trabajo en la dirección de su eje y la viruta, al separarse de la pieza, frota contra su cara frontal. Por lo tanto, el ángulo de desprendi­ miento y está formado por el plano perpendicular al eje de la herramienta y por la cara frontal de ésta. El ángulo de incidencia cc es el que forma la cara superior con el plano perpendicular ai anterior. El ángulo del filo (3 es el formado por las dos caras mencionadas. Todas las herramientas de mortajar deben tener las caras laterales con una salida de 1° a 2o, a fin de evitar rozamientos laterales. Las herramientas rígidas se utilizan montadas en cabezales portaherramien­ tas oscilantes, por lo que pueden ser más robustas. Las herramientas oscilantes se utilizan en máquinas de cabezal portaherramien­ tas fijo.

Herramientas rígidas Herramientas para cortar Son herramientas de desbaste emplea­ das especialmente para arrancar tro­ zos de materia! de la pieza que se mecaniza. La pieza avanza contra la herramienta. Herramientasa para perfilar Son herramientas robustas, dobladas hacia delante y con el filo curvo. Se utilizan para dar las pasadas de acabado a zonas de perfil recto o curvo. La pieza avanza en sentido lateral res­ pecto a la herramienta.

Herramientas especiales para chaveteros

Las herramientas para tallar chaveteros pueden tener la cabeza de muy varia­ das formas. Los chaveteros pueden necesitar una tolerancia muy estrecha, normalmente H7, o no necesitar ninguna. En el primer caso, el ancho de la cabeza debe ser muy preciso, a fin de permitir labrar el chavetero en una sola pasada

MM 1.16-4

7.5

Ind/Mm

Preguntas ¿Por qué razón las herramientas destinadas a mortajar piezas de bronce, además de un án­ gulo de desprendimiento positivo, tienen otro

Máquinas herramienta

Lim ado - C e p illa d o Herramientas

7.6

Herramientas montadas sobre barra

Estas herramientas sirven para diver­ sas operaciones de mortajado. La herramienta B está sujeta a la ba­ rra A mediante un tornillo de pre­ sión C. Este sistema permite evitar la repeti­ ción de la operación de centrado de la herramienta cuando se haya tenido que desmontar ésta para proceder a su afilado.

Herramientas oscilantes Las herramientas oscilantes se montan en cabezales portaherramientas fijos;

El extremo inferior de la barra porta­ herramientas A presenta una ranura, dentro de la cual oscila la herramien­ ta B que puede girar alrededor del eje C. Durante la carrera de trabajo, la propia fuerza de arranque de la viruta em­ puja la herramienta contra el plano D y la mantiene en posición de trabajo. Durante la carrera de retorno, la he­ rramienta roza con su dorso sobre la superficie mecanizada y su cabeza se ve empujada hacia abajo, comprimien­ do el muelle E. Puesto que la carga del muelle es baja, el rozamiento queda atenuado. El muelle tiene la misión de volver a situar la herramienta en posición de trabajo cuando termina la carrera de retorno.

Amplitud de los ángulos principales de las herramientas de mortajar A causa del rozamiento que sufre el dorso de la herramienta en las opera­ ciones de mortajado que se efectúan con herramienta oscilante o con cabe­ zal portaherramientas oscilante, no se utilizan plaquitas postizas de metal duro. Si estas plaquitas tuvieran su dorso sometido a rozamiento, perderían rápidamente su filo.

En la tabla se indican los ángulos a, (3 y Y según el material que se meca­ niza, pero sólo para herramientas de acero rápido. Se indican también los ángulos de des­ prendimiento lateral (a.d.L). a

3

Y

a.d.L

72° 79°

15°

Fundición

3° 3o

1°30’ 1°30’

Aleaciones lig• Bronce

8o 5o

62° 70”

Material que se mecaniza Acero

8° 20° 15°

2° 1“30’

Para mecanizar el bronce se utilizan herramientas que además del ángulo de desprendimiento positivo y = '\5°, presentan también un ángulo de des­ prendimiento negativo de unos 5o, en una longitud de 1,5 a 2 mm.

Llamadas Acción y reacción

Preguntas ¿Por qué el rozamiento de la carrera de re­ torno resulta particularmente perjudicial para las herramientas con plaquita postiza de me­ tal duro?

Ind Mtn

Maquinas herramienta

Lim ado - C e p illa d o Fijación de la herramienta

8.1

Unión de la herramienta con la máquina Fi¡ación de la herramienta a la limadora La herramienta debe estar fijada al por­ taherramientas de la máquina de forma rígida y segura, dados los considera­ bles esfuerzos a que está sometida al arrancar virutas de la pieza que se mecaniza.

Durante la carrera de retorno, si la herramienta no se levanta roza con el dorso de su filo contra la superficie recién mecanizada. El rozamiento es perjudicial para todas las herramientas, pero debe evitarse por completo cuando se trata de herra­ mientas con plaquitas postizas de alea­ ción dura.

El levantamiento de la placa tanto pue­ de ser provocado por la propia herra­ mienta, al rozar contra la superficie de la pieza, como por un dispositivo automático; en el primer caso, la he­ rramienta está fijada a una placa os­ cilante libre, y en el segundo caso, a una placa gobernada. Fijación sobre placa oscilante libre En las limadoras de pequeña potencia, la herramienta se fija con un solo tor­ nillo a una placa libre.

Fijación sobre placa oscilante gobernada En las limadoras de gran potencia va­ rían tanto las dimensiones del porta­ herramientas como el sistema de fi­ jación. A Placa con guía en cola de milano, fijada al carro; puede girar 90° a la derecha y a la izquierda, alre­ dedor de un eje horizontal B Corredera deslizable a lo largo de la guía en cola de milano de la placa C Tornillo para gobernar los desplazimientos de la corredera mediante el volante D Placa en forma de horquilla, unida a la corredera, que puede girar li­ geramente alrededor de un eje ho­ rizontal E Placa oscilante alrededor del eje F. Sobre su cara anterior se apoya la herramienta G Bridas para bloquear la herra­ mienta FI Flilo deslizable dentro de su vaina (llamado cable Bowden) que actúa sobre un brazo unido al eje F; gobierna la rotación de la placa oscilante. El extremo opuesto del hilo del cable Bowden está soldado a una palanca, uno de cuyos extremos puede girar al­ rededor de un eje fijado al carro, mien­ tras que el otro apoya sobre una guía del bastidor. Durante la carrera de retorno del carro, la palanca se inclina a causa del ro­ zamiento y tira del hilo del cable Bow­ den, lo que provoca el levantamiento de la placa oscilante.

La placa A, que oscila alrededor dei eje B, presenta un agujero en cuyo in­ terior puede moverse libremente la brida C. La herramienta se introduce en la ventana de la brida y se bloquea, mediante el tornillo E, contra la cara anterior de la placa oscilante. A la ac­ ción F del tornillo corresponden dos reacciones (R, y R2) de la propia cara, las cuales aseguran un fuerte bloqueo de la herramienta. Durante la carrera de trabajo, la misma presión que ejer­ ce la herramienta contra la pieza man­ tiene a la placa oscilante comprimida contra la placa fija del portaherra­ mientas.

El levantamiento de la herramienta se consigue fijándola con uno o más tor­ nillos, a una placa oscilante de manera que, al levantarse en la carrera de re­ torno, permita un deslizamiento suave de la herramienta con un mínimo de rozamiento contra la superficie meca­ nizada.

Ind/Mm

Máquinas herramienta

Lim ado ■ C e p illa d o Fijación de la herramienta

8 .2

+

Normas y precauciones para fijar las herramientas a las limadoras ' Con el fin de evitar vibraciones nocivas de la herramienta durante el mecaniza­ do es necesario reducir al mínimo ad­ misible ia distancia entre el plano ho­ rizontal de las guías del carro y el plano de la superficie mecanizada. En la figura se muestra un ejemplo de disposición errónea de la herramien­ ta (A) y otro con su disposición co­ rrecta (B). En el primer caso (A) la corredera del portaherramientas está demasiado bajada y la herramienta está fijada a una distancia excesiva de su filo. Los esfuerzos que sufre la herra­ mienta son considerables y tienden a flectaria. Cuando las necesidades del mecaniza- [> do exigen la inclinación del cabezal portaherramientas, es necesario regu­ lar la carrera del carro de manera que, al retroceder, no entre completamente en su alojamiento. En caso contrario, el cabezal portaherramientas chocaría contra el bastidor.

Fijación de los instrumentos de control Durante el mecanizado de piezas pris- [> [> máticas suele ser necesario efectuar controles y mediciones. En el ejemplo de la figura se muestra la fijación de un comparador para el control de la planitud (A) y de otro para el control del paralelismo (B) de las superficies de una guía prismática. Fijación de la herramienta en la mortajadora La fijación de las herramientas en las mortajadoras depende de las caracte­ rísticas de la propia máquina. Si ésta dispone de cabezal portaherramientas fijo, es necesario emplear herramien­ tas oscilantes como las ya descritas. En la figura se muestra un tipo de por­ taherramientas oscilante que permite atenuar el rozamiento de la herramien­ ta contra la pieza durante la carrera de retorno del carro. La herramienta F, al rozar contra la superficie de la pieza, recibe un em­ puje hacia abajo que provoca la rota­ ción del portaherramientas C alrede­ dor del perno D, fijado al cabezal porta­ herramientas que, a su vez, está unido al carro A de la mortajadora. Como consecuencia de esta rotación se com­ prime el muelle Fl. Durante la siguien­ te carrera activa el muelle devuelve la herramienta a su posición primitiva. El tornillo con la contratuerca I sirve para regular la tensión del muelle. La posición de la herramienta se regula actuando sobre los tornillos G, y el ti­ rante roscado E bloquea aquélla contra la cara anterior del portaherramientas.

Llamadas

Momento fiector

Llamadas

Ind/Mm

Máquinas herramienta

Comparador y su empleo

Lim ado - C e p illa d o Fijación de la pieza

9.1

Fijación de la pieza En todas las máquinas herramienta, la fijación de la pieza debe ser particular­ mente cuidadosa, a fin de que perma­ nezca firmemente sujeta durante el mecanizado.

Especialmente en el caso de las lima­ doras y mortajadoras, la pieza se fija muy fuertemente a causa de los con­ siderables esfuerzos a que la somete la herramienta, sobre todo al inicio de la carrera de trabajo.

Accesorios de fijación, comunes a las limadoras y a las mortajadoras El más común sistema de fijación para aquellas piezas que no pueden fijarse en el tornillo de mordazas, es el de bridas, en todas sus numerosas va­ riantes. Las bridas tienen muy diversas formas, para que puedan adaptarse a las varia­ das formas de las piezas que se pre­ tende fijar. La presión de la brida sobre la pieza se obtiene al atornillar una tuerca a un tirante roscado de cabeza cuadrada introducido en una de las ranuras en T de la mesa portapiezas.

En la figura se muestran dos tipos de fijación de la pieza mediante bridas. En el primer caso, la regulación de la [> altura de la brida se obtiene mediante un apoyo escalonado (gradilla). En el segundo caso, la pieza se fija mediante la acción combinada de una gradilla y un apoyo de altura regulable.

Accesorios exclusivos para la limadora Para fijar a la limadora piezas anchas, aunque de longitud reducida, el acce­ sorio más empleado es el tornillo de mordazas. Tales tornillos para limado­ ras deben ser de gran fortaleza, a fin de que no experimenten la más mínima deformación cuando la herramienta cho­ ca contra la pieza. El tornillo de mordazas se fija mediante pernos de cabeza cuadrada que entran en las ranuras en T de la mesa.

Puesto que todos estos tornillos de mordazas son giratorios alrededor de un eje vertical, cuando el mecanizado lo exija será necesario controlar el paralelismo de las guías de las morda­ zas con la dirección de la carrera del carro. La lectura del valor angular en el limbo graduado del accesorio no es suficiente; es posible que la gradua­ ción del limbo no tenga el cero bien ajustado. Para efectuar este control, se sujeta entre las mordazas del tornillo un pris­ ma recto A cuyas caras están recti­ ficadas. Se recorre una de sus caras laterales con el palpador de un compa­ rador B, cuyo pie magnético C está aplicado al carro D que se mueve len­ tamente. Se procede entonces, mediante golpes suaves, a corregir la orientación del tornillo de mordazas hasta anular toda desviación de la aguja del comparador. Se bloquea finalmente la parte gira­ toria del tornillo de mordazas mediante las tuercas E.

Incluso unos pequeños desplazamien­ tos de la pieza durante las operaciones de limado y de mortajado pueden mo­ tivar el rechace de aquélla y, en al­ gunos casos, provocar desperfectos en la herramienta.

Ind/Mm

Máquinas herramienta

Lim ado - C e p illa d o Fijación de la pieza

Llamadas

Platos autocentrantes

9.2

Accesorios exclusivos para las mortajadoras Plato autocentrante Para fijar piezas circulares a la mortajadora con el fin de efectuar mortaja­ dos con avance circular, el accesorio utilizado es el plato autocentrante. Este plato es de construcción similar al em­ pleado en el torno. El plato se fija mediante bridas en el centro de la plataforma giratoria de la máquina. A

Cuerpo del plato, que contiene los órganos para gobernar el movimien­ to simultáneo de las mordazas. B Mordazas para centrar la pieza que se mecaniza respecto al eje vertical de la plataforma giratoria C Perno fijado al cuerpo del plato para centrar al mismo respecto a la plataforma D Casquillo de reducción, que se in­ terpone entre el perno C y el alo­ jamiento E de la plataforma para poder adaptar a ésta platos de di­ mensiones diferentes F Dos ranuras diametralmente opues­ tas, a las que se aplican las bridas.

Accesorios para el centrado de agujeros y de cilindros Cuando la forma o las dimensiones de la pieza que se desea mortajar no permiten el empleo del plato autocentrante, aquélla se sujeta mediante bridas a la plataforma giratoria. Pero en este caso es necesario verificar la coaxialidad del agujero con respecto a la plataforma.

Para esta verificación se utilizan ins­ trumentos de control equipados con comparador, que se fijan al portaherra­ mientas de la máquina. De esta manera, el instrumento queda fijo y la pieza cuyo centrado se quiere verificar gira contra el palpador ai girar la plataforma.

Llamadas

Preguntas

Velocidad del m ovim iento re c tilín e o alternativo Velocidad media Algebra elemental

¿En qué punto de una carrera com pleta de ida y vuelta es máxima la velocidad del carro portaherramientas?

Ind/Mm

Máquinas herramienta

Lim ado - C e p illa d o Velocidades y avance

10.1

Velocidad de corte y avances Velocidad del movimiento rectilíneo alternativo En las restantes máquinas herramienta de movimiento circular uniforme puede hablarse de velocidad uniforme; pero en el caso de las limadoras, cepillado­ ras y mortajadoras, a causa de su ca­ racterístico movimiento rectilíneo alter­ nativo se tienen dos velocidades dife­ rentes, para la carrera de trabajo (más lenta) y para la carrera de retorno (más rápida). Además, tanto en las limadoras como en las mortajadoras, ni la carrera de ¡da ni la de retorno se efectúan con velocidad uniforme, a causa del meca­ nismo que transforma el movimiento rotativo del motor en rectilíneo alter­ nativo del carro. Por el contrario, en las cepilladoras, la velocidad de trabajo y la de retorno de la mesa pueden considerarse unifor­ mes. De cuanto antecede, se sigue inmedia­ tamente que no sólo deben calcularse por separado las velocidades de las ca­ rreras de trabajo y de retorno, sino que ambas deben considerarse como velocidades medias. Si se indica con H la longitud de la carrera del carro y se mide el tiempo empleado en recorrerla se tiene que la velocidad es igual a H V = —m/min t

El mecanismo de transformación del movimiento, en las máquinas de accio­ namiento mecánico, está constituido por un sistema de balancín. Con este sistema la velocidad del ca­ rro al principio de la carrera (ya sea la de ida como la de retomo) es igual a cero, aumenta progresivamente has­ ta alcanzar su valor máximo en la mitad de la carrera y vuelve a disminuir pro­ gresivamente hasta llegar a cero al final de la carrera.

Representando por t¡ el tiempo emplea­ do en la carrera de trabajo, se tiene que la velocidad de ida viene expresada por la fórmula H V¡ = — [1] t¡ Si con tr se representa el tiempo em­ pleado en la carrera de retorno se tie­ ne que la velocidad de retorno viene expresada por la fórmula H V ,= —■ [2] .t,

Ejemplo Si la longitud de la carrera de trabajo es de 600 mm y se recorre en un tiempo de 3 cen­ tésim as de minuto, la velocidad de la carrera de trabajo es: carrera en metros 0,6 tiempo de la carrera de trabajo 0,03 = 20 m/min; si la carrera de retorno se realiza en un tiem­ po de 2 centésimas de minuto, la velocidad de retorno será: carrera en metros 0,6 tiempo de la carrera de retorno 0,02 = 30 m/min.

Velocidad media A efectos prácticos, es necesario co­ nocer la velocidad media, Vm, de una carrera completa de ¡da y de retorno del carro. El valor de esta velocidad se obtiene de la fórmula: V ,V r Vm= 2---------[3] V, + Vr

Esta fórmula, que no debe confundirse con la media aritmética, se obtiene dividiendo la longitud de una carrera doble por la suma de los tiempos em­ pleados en recorrerla: 2H Vm=--------[4] t i+ t r H De [1 ] se deduce t¡ = — Vi H De [2 ]se deduce tr= —Vr Sustituyendo en [4 ] t¡ y t, se tiene: 2H

2H

Vm= --------- = ------------------- = H H Vr-H+Vi-H Vi

Vr

2 H V i-V r = ------------------------------=

H(Vt+V i)

Vi-Vr

2-

V¡-Vr

Vi+Vr

Ejemplo Si se aplican los valores de V¡ y Vr del ejem­ plo anterior, se obtiene la siguiente velocidad media: 20 x 30 Vm = 2 -------------- 24 m/min. 20 + 30

Ind/Mm

Máquinas herramienta

Lim ado - C epillado Velocidades y avances

Llamadas

Ejes cartesianos Diagramas logarítmicos

10.2

Número de carreras por minuto Una vez definida y adoptada la velo­ cidad de corte, queda por determinar el número de carreras o pasadas por minuto que deben imprimirse al carro para que la herramienta actúe sobre la pieza con la velocidad de corte de­ seada.

Toda máquina de accionamiento mecá­ nico admite sólo una determinada serie de números de pasadas por minuto, precisamente las que le permite su cambio de velocidades.

Diagrama logarítmico También para una limadora puede con­ feccionarse un diagrama logarítmico del tipo estudiado para los tornos. En este diagrama se indican, en el eje de las abscisas, los valores de las ve­ locidades medias V,„, en el eje de las ordenadas los valores de las pasadas del carro y, con una inclinación de 45°, las rectas que representan las pasadas por minuto admitidas por la máquina.

En las coordenadas de los diagramas logarít­ micos se indican las magnitudes que intere­ san según una escala que corresponde a las divisiones de la regla de cálculo, llamada escala logarítmica. Las líneas trazadas en rojo en el dia­ grama muestran la solución gráfica del ejemplo anterior.

Teniendo en cuenta que se trata siem­ pre de pasadas dobles (de ida y de retorno), el número de pasadas resulta igual a la velocidad media del carro dividida por el doble de la longitud de su pasada (o carrera) de trabajo: V» n = ------pasadas/min 2H en donde: n = número de pasadas por minuto Vm=velocidad media en m/min H = longitud de la pasada en m. Las series pueden comprender 4 ó 6 di­ ferentes números de pasadas por mi­ nuto.

Pasada en mm

Ejemplo Se debe cepillar una pieza de 150 mm de lon­ gitud, con una velocidad media de corte de 15 m/min. El número de pasadas por minuto será: 15 n — ----------- = 50 pasadas/min. 2 • 0,15

Suponiendo que una determinada lima­ dora admita los siguientes números de pasadas por minuto: 12, 19, 30, 48, 75 y 120, la operación pedida en el ejem­ plo anterior deberá realizarse en tal máquina con 48 pasadas por minuto, con el fin de no superar la velocidad de corte prescrita.

/ Preguntas

Ind/Mm

Calcular, por el método de las correcciones, la velocidad de corte a mitad de carrera del carro de una limadora de carrera máxima 600 mm cuando, con una velocidad media de 12 m/min, mecaniza una pieza de 150 mm de longitud.

Velocidad de corte en las limadoras y en las mortajadoras Se define como velocidad de corte de la limadora la velocidad que correspon­ de a la máxima del carro, cuando éste se encuentra a mitad de carrera.

En la tabla (al lado), puramente indica­ tiva, se dan algunos valores límite entre los que puede variar la velocidad media de corte (expresada en m/min) en las limadoras y mortajadoras, según el material de la pieza, según que el material de que está constituida la he­ rramienta empleada sea acero rápido o aleación dura, y según que la opera­ ción sea de desbaste o de acabado. Recuérdese que las herramientas con plaquitas de aleación dura no se em­ plean en las mortajadoras, a causa del fuerte rozamiento a que son sometidas en tales máquinas durante la carrera de retorno.

Máquinas herramienta

Lim ado - C e p illa d o Velocidades y avances

Son muchos los valores que influyen en la elección de la velocidad de corte para una determinada operación en la limadora o en la mortajadora: longitud de la carrera, profundidad de pasada, material de la pieza y de la herramien­ ta empleada, etc.

Está claro que el valor de la velocidad de corte así definida resultará, por lo general, mayor que la velocidad media de una carrera de ida y vuelta.

Acabado

Desbaste Material

10.3

Aceros blandos

20-24

aleaciones duras -

Aceros duros

16-20

-

20-24

-

Fundición blanda

24-26

30-35

28-30

35-40

Fundición dura

18-20

25-30

24-26

35-40

Bronce

25-30

30-35

25-30

35-40

Aluminio)

-200

-200

-

ac. rápido

ac. rápido 24-28

aleaciones duras -

Correcciones de la velocidad de corte de las limadoras Se ha dicho que la velocidad media resulta menor que la velocidad de corte. Ésta es aproximadamente igual a la velocidad media, Vm, por la longitud máxima de la carrera del carro, y re­ sulta considerablemente mayor que Vra para las carreras más cortas, en las que los tiempos de llegada y de parti­ da del carro influyen de forma más acusada. Para no trabajar con velocidades de corte que podrían ser excesivamente bajas y para no superar la velocidad máxima de trabajo del carro, se puede adoptar un criterio práctico y suminis­ trar valores aproximados.

Ejemplo ¿Cuál es la velocidad media que debe adop­ tarse en una limadora para mecanizar una pie­ za de longitud 300 mm, con una velocidad de corte de 18 m/min? Suponiendo que la lima­ dora admita una carrera máxima de 600 mm, se consideran de carrera corta las longitudes comprendidas entre cero y 200 mm, de carrera media las comprendidas entre 200 y 400 mm, y de carrera larga aquéllas comprendidas entre 400 y 600 mm. Puesto que la longitud que se debe cepillar es de 300 mm, está comprendida entre las carre­ ras medias y por lo tanto, para encontrar la velocidad media del carro, se divide la velo­ cidad de corte por 1,2: 18 Vm = ------ = 15 m/min

El criterio de corrección consiste en dividir la longitud máxima de la ca­ rrera H, permitida por la máquina, en tres campos de igual extensión, llama­ dos de las carreras largas, medias y cortas. Multiplicando la velocidad media por 1,2 cuando se trabaja con carreras me­ dias, y por 1,4 cuando se trabaja con carreras cortas, se tendrá en cada caso un valor aproximadamente igual al de la velocidad de corte que tiene la he­ rramienta a la mitad de su carrera. A la inversa, para encontrar la veloci­ dad media que debe aplicarse para trabajar con una velocidad de corte dada se debe dividir esta última por 1,2 o por 1,4, según se trata de carreras medias o de carreras cortas.

1.2

Correcciones de la velocidad de corte de las mortajadoras Las leyes del movimiento del carro de la mortajadora son análogas a las de la limadora, porque los mecanismos de gobierno son del mismo tipo. Pero, a causa de la brevedad de la ca­ rrera del carro de las mortajadoras de dimensiones pequeñas y medianas, re­ sulta más práctico servirse de las ta­ blas que cada fabricante suministra junto con cada máquina, en lugar de utilizar los diagramas logarítmicos. La tabla adjunta indica los valores de la velocidad de corte en la posición de mitad de carrera, en función de la longitud de la carrera del carro y del número de carreras por minuto de éste (mortajadora Minganti).

Ejemplo Para mortajar una longitud de 50 mm con una velocidad de corte de unos 20 m/min, deberá adoptarse una carrera de 60 mm y 100 carre­ ras por minuto. En estas condiciones de trabajo, tal como indica la tabla, la velocidad de corte será de 16,5 m/min, en lugar de 20. MM 1.16-5

Longitud de la carrera en mm

20 40 60 80 100 120 140 160

n.° de carreras por min 43

65

2,6 5 7,1 9,1 10,8 12,5 14 15,3

3,9 7,5 10,7 13,7 16,3 18,8 21 23,1

100 6 11,6 16,5 21,1 25,1 29 32,5 35,6

150 9,1 17,4 25 31,7 37,7 43,5 48,7 53,4

Ind/Mm

Máquinas herramienta

Lim ado - C e p illa d o Velocidad y avances

10.4

Avance Limitándose por una mayor sencillez a considerar el caso de las limadoras, se ha dicho ya que el avance en tales máquinas puede ser horizontal o ver­ tical, En ambos casos, el valor del avance está ligado a la sección de la viruta: S = a-P Generalmente, la profundidad de pasa­ da es mayor que el avance (en ciertos casos, hasta cinco veces mayor).

El avance depende, además de la pro­ fundidad de pasada, de la inclinación de la herramienta respecto a la super­ ficie que se mecaniza. En efecto, como puede verse en la figura, si el ángulo de ataque se disminuye, aumenta la longitud del filo en contacto con la pie­ za y, por lo tanto, la fuerza de corte pero en cambio, la profundidad de pasada P y el avance A, es decir, la sección S, permanecen invariables. Por lo dicho, se comprende la dificultad de suministrar unos valores de los avances que tengan validez general, según el material que se mecaniza, la operación que se efectúa y el tipo de herramienta empleado.

Avances en la limadora Desbaste

Acabado

Para las operaciones de desbaste los avances se mantienen del orden do 0,4-0,5 mm, llegándose excepcionalmen­ te a 0,6-0,8 mm. Para operaciones de acabado se suelen emplear avances bastante elevados (0,4-0,5 mm) si se utilizan herramientas de punta redonda con gran radio de curvatura. Cuando la punta tiene un radio pequeño, se mantiene un avance menor (0,1 mm).

En general, se recomienda mantener bajos los valores del avance y aumen­ tar en cambio los de la profundidad de pasada. Cuando la operación de acabado se efectúa con una herramienta ancha de acabar a la americana, se admiten valores muy elevados del avance (4-6 mm). Sin embargo, en este caso se trabaja con una profundidad de pasada de valor muy bajo (0,05 mm).

Avances en la mortajadora

Acabado

En las operaciones de acabado, para cualquier material se mantiene el valor del avance entre 0,2-0,5 mm. También en este caso, al igual que en las li­ madoras, el valor del avance depende sobre todo del tipo de herramienta empleado.

A título de ejemplo se indican a con­ tinuación, los valores de los avances para desbastar en la mortajadora un chavetero de anchura superior a 8 mm con un alto grado de precisión (tole­ rancia de calidad 7).

Para el acabado del chavetero se adop­ ta un avance de 0,03-0,05 mm. Este ejemplo demuestra cómo se eligen los avances en cada caso particular, a causa de los numerosos factores que determinan su valor más adecuado.

Aceros muy duros Aceros duros (p. ej.: C40) Fundición Bronce

Avances

O co

Material

•Î

En las operaciones de desbaste los avances pueden variar de 0,1 a 0,6 mm.

_o

Desbaste

0.2-E0.4 0,2-E0,4 0,2-EO,6

Material

Avances

Aceros muy duros Aceros duros Fundición Bronce

0.05-E0.1 0,08-E0,1 0,08-E0,15 0,08-1-0,15

Ind Mm

rramienta

Lim ado - C e p illa d o Prisma en V

Construcción de un prisma en V en la limadora Se desea construir en la limadora un prisma en V de una longitud de 100 mm. El material de la pieza es acero duro CC 40).

Se emplea una limadora de potencia media (4 CV) con una carrera máxima del carro de 600 mm. Al operario se le entrega la pieza en bruto, cortada de una barra cuadrada.

Escuadrado de la pieza Procediendo exactamente igual que al escuadrar un bloque prismático en la fresadora, se desbastan y se acaban las cuatro caras laterales de la pieza.

Hecho esto, se fija la pieza en el tor­ nillo de manera que las cuatro caras ya cepilladas queden verticales y se controla la perpendicularidad de las caras 2-4 respecto a la mesa portapiezas ©

Para ello, se comprueba en primer lu- [> gar que la dirección de avance del portaherramientas sea perfectamente vertical, lo que se realiza apoyando un comparador en la mesa portapiezas y haciendo deslizar su palpador a lo lar­ go de la superficie lateral rectificada del portaherramientas; se apoya des- O O pués el comparador contra dicha super­ ficie y desplazando verticalmente el portaherramientas, se hace deslizar el palpador primero sobre una y después sobre la otra cara que se quiere con­ trolar.

©

Cuando las caras controladas resultan perfectamente verticales, se bloquea el tornillo y se cepilla, primero de desbas­ te y después de acabado, la cara 5. Se invierte la pieza y se cepilla la cara 6.

En referencai a la figura, el escuadrado se efectúa en el orden 1-2-4-3.

11.1

Ind/Mm

Máquinas herramienta

Lim ado ■ C e p illa d o Prisma en V

Construcción de un prisma en V en la limadora Se emplea una limadora de potencia media (4 CV) con una carrera máxima del carro de 600 mm. Al operario se le entrega la pieza en bruto, cortada de una barra cuadrada.

Se desea construir en la limadora un prisma en V de una longitud de 100 mm. El material de la pieza es acero duro (C 40).

Escuadrado de la pieza Procediendo exactamente igual que al escuadrar un bloque prismático en la fresadora, se desbastan y se acaban las cuatro caras laterales de la pieza.

Hecho esto, se fija la pieza en el tor­ nillo de manera que las cuatro caras ya cepilladas queden verticales y se controla la perpendicularidad de las caras 2-4 respecto a la mesa portapiezas Para ello, se comprueba en primer lu­ gar que la dirección de avance del portaherramientas sea perfectamente vertical, lo que se realiza apoyando un comparador en la mesa portapiezas y haciendo deslizar su palpador a lo lar­ go de la superficie lateral rectificada del portaherramientas; se apoya des­ pués el comparador contra dicha super­ ficie y desplazando verticalmente el portaherramientas, se hace deslizar el palpador primero sobre una y después sobre la otra cara que se quiere con­ trolar. Cuando las caras controladas resultan perfectamente verticales, se bloquea el tornillo y se cepilla, primero de desbas­ te y después de acabado, la cara 5. &

Se invierte la pieza y se cepilla la cara 6.

"

En referencai a la figura, el escuadrado se efectúa en el orden 1-2-4-3.

11.1

Ind/Mm

Máquinas herramienta

Lim ado - C e p illa d o Prisma en V

1 1 .2

Q 4 Trazado de la pieza Desbaste de la boca ©

Para la operación de desbaste de la boca se emplea una herramienta de cuello de cisne.

©

Con una profundidad de pasada de 1 mm y con un avance lateral de 0,4 mm, se va arrancando material de la boca mediante sucesivas pasadas horizontales. Si se elige una velocidad de corte de 16 m/min de acuerdo con el material que se mecaniza y con el material de la herramienta, para obtener la veloci­ dad media debe dividirse 16 por 1,4, puesto que se trabaja con carrera corta (H = —150 mm). 16 Vm= ------=11,4 m/min 1,4 y el correspondiente número de carre­ ras por minuto será: Vm 11,4 n = ------= ------------ = 38 carreras/min 2H 2X0,15 De esta manera se desbasta la boca de la V hasta dejar un exceso de ma­ terial de cerca de 1 mm.

•

En la figura se muestra una herra­ mienta adecuada para la garganta, con su correspondiente portaherramientas para fijar dicha herramienta al carro de la limadora.

Labrar la garganta del fondo de la boca Se elige una herramienta del mismo ancho que la garganta que se quiere labrar.

Puesto que las herramientas de este tipo son delicadas, para reducir el pe­ ligro de rotura se disminuye el número de carreras por minuto del carro. El avance, que se obtiene a mano, de­ berá mantenerse entre 0,05 y 0,1 mm/ /carrera.

Acabado de la boca &

Se utilizan dos herramientas acodadas, una a la derecha y la otra a la izquier­ da, dispuestas con el eje de su filo perpendicular a la superficie que se mecaniza.

El avance, de 0,2 a 0,3 mm, se da en dirección paralela a la superficie que se mecaniza. Velocidad de corte 20 m/min. Se efectúa una primera pasada, deján­ dose un exceso de material de 0,7 a 0,8 mm. Después de esta pasada se comprueba la cota Q con un pie de rey. Según el exceso de material de la cota Q se desplaza lateralmente la mesa y se lee el valor de dicho des­ plazamiento en el tambor graduado de mando del avance, a fin de reducir a 0,2 el exceso de material con una nueva pasada; finalmente, mediante una tercera pasada con avance de —0,1 mm, se acaba la superficie. Después, el prisma en V deberá tem­ plarse y rectificarse.

Llamadas

Ind/Mm

Control de distancias mediante cilindros Trazado

Máquinas herramienta

Lim ado - C e p illa d o Guía en cola de milano

Mecanizado de una guía en cola de milano Se quiere construir una guía en cola de milano partiendo de una pieza en bruto, procedente de fundición, que presenta un exceso de material de 3 a 4 mm en las superficies que se deben mecanizar. En la figura se ha indicado el grado de acabado exigido en cada una de las superficies mecanizadas. Las superfi­ cies señaladas con dos triángulos de­ ben dejarse a la cota indicada en el plano. Las superficies marcadas con el símbo­ lo Sr (superficies rasqueteadas), de­ ben mecanizarse en la limadora dejan­ do sobre ellas un exceso de material de una décima de milímetro, a fin de poder proceder al rasqueteado. La indicación «inclinación 5:1000» sig­ nifica que los dos planos inclinados a 50° no deben ser paralelos entre sí, sino que el plano de la derecha debe presentar una convergencia, respecto al de la izquierda, de 5 mm por cada 1000 mm de longitud de la pieza. El plano debe presentar la convergencia hacia adelante, es decir, debe acer­ carse al eje de la pieza conforme se va acercando a su cara anterior (que en la vista en planta corresponde a la parte de abajo del dibujo). La convergencia del plano derecho de la guía es necesaria para poder colocar un listón entre la propia guía y la co­ rredera, al montar ambos elementos.

El orden que siguen las operaciones es el siguiente Trazado Planeado de la cara inferior

©

Se fija la pieza, apoyada sobre dos reglas, a un tornillo muy rígido y fuerte. Se emplea una herramienta de cuello de cisne. Se efectúan pasadas de desbaste de 1,5 mm y de acabado de 0,3 mm hasta alcanzar la línea de trazado.

12.1

Ind/Mm

Llamadas Planeado, taladrado y escariado en la fresadora

Máquinas herramienta

Lim ado - C e p illa d o Guía en cola de milano

1 2 .2

Planeado de precisión de una superficie en la fresadora Se procede a un planeado de precisión de una cara vertical paralela al eje, señalada con la letra b en el dibujo, que deberá servir de refe­ rencia para todos los alineamientos en las ope­ raciones siguientes. Puesto que es necesario que la planitud de di­ cha superficie sea muy elevada, es preferible efectuar esta operación en la fresadora.

Taladrar y escariar el agujero indicado en el dibujo con el diámetro V. Este deberá servir de punto de referencia en los controles de —. las operaciones siguientes. El taladrado y el escariado se efectuarán en una fresadora horizontal, con broca helicoidal y escariador de un solo filo.

Cepillado de la cara superior ®

Se efectúa después el planeado de la cara superior de la guía, marcada con la letra A en el dibujo. Tanto ésta como las operaciones si­ guientes se efectúan en la limadora.

©

Control del alineamiento de la pieza

Se sujeta la pieza, apoyada sobre dos reglas, con un tornillo de mordazas. Se controla el apoyo por medio de tiras de papel. Se utiliza la misma herramienta de cuello de cisne utilizada en la operación de planeado de la cara inferior. Se pone la herramienta en contacto con la cara a, rozándola solamente en esta carrera, después de haber determinado la cota R. A partir de esta posición de roce, mediante desplaza­ mientos sucesivos, se van efectuando pasadas de desbaste con una profun­ didad de 1,5 mm y de acabado con profundidad de 0,3 mm, sin dejar ex­ ceso de material. Antes de cepillar la guía, se alinea el tornillo de mordazas haciendo deslizar sobre la cara de referencia b el palpador de un comparador fijado magné­ ticamente al portaherramientas. Se bloquea el tornillo cuando se con­ sigue una posición que no provoque ninguna desviación de la aguja del comparador. En esta posición la cara b es perfecta­ mente paralela a la dirección del mo­ vimiento de la herramienta.

Cepillado de la base izquierda

Se utiliza una herramienta acodada a la derecha, adecuada para guías en cola de milano. Se la pone en contacto con la superficie a mecanizar, de ma­ nera que solamente la roce, después de haber medido la cota Q con un pie de rey. A partir de esta posición, mediante desplazamientos sucesivos, se van efectuando pasadas de desbaste (de 1 mm de profundidad) y una pasada de acabado (0,3 mm de profundidad), hasta dejar un exceso de material de 0,1 mm, necesario para el rasqueteado. La operación de cepillado concluye cuando la herramienta entre en con­ tacto con la superficie inclinada de la guía.

Llamadas

Razones y

Ind/Mm

Máquinas herramienta

proporciones

Lim ado ■ C e p illa d o Guía en cola de milano

Planeado de la cara izquierda Se efectúa el planeado de la cara iz­ quierda de la guía, inclinada 50°. La misma herramienta empleada en la operación anterior se pone en contacto con dicha cara, pero de manera que sólo la roce. Se procede entonces a una primera pasada de 1 mm de profundidad. Ma­ nualmente, se imprime a la herramien­ ta un avance de 0,2 a 0,3 mm en di­ rección paralela a la cara que se me­ caniza. Durante las pasadas sucesivas se con­ trola la cota S (ver plano de la pieza en hoja 12.1) mediante un pie de rey que mida medias décimas, auxiliado por dos cilindros: el cilindro U apoya­ do contra la cara inclinada de la guía y el cilindro V introducido en el agu­ jero central. Al controlar la cota S debe tenerse en cuenta el exceso de material que se ha dejado sobre el plano C y aquél, necesario para el ras­ queteado, que se debe dejar en la cara inclinada de la guía. Giro del tornillo de mordazas El giro necesario para la orientación es muy pequeño y, al mismo tiempo, ha de ser muy preciso, por lo que no sirve el limbo graduado del tornillo; debe utilizarse un comparador. El comparador se apoya, magnética­ mente, en el portaherramientas y se hace deslizar su palpador sobre la cara de referencia b. Supóngase que la longitud H de la guía en cola de milano sea de 210 mm. Puesto que la convergencia exigida es de 5:1000, se escribe la proporción: 5:1000 = x:210, de donde: 210x5 x = -------- =1,050 mm;

Se procede a girar el tornillo de mor­ dazas para poder cepillar las superfi­ cies situadas en la parte derecha de la pieza. Puesto que la cara inclinada de la guía debe presentar una convergencia, res­ pecto al eje de la pieza, del 5 por 1000, es necesario orientar el tornillo con­ venientemente.

1000

luego, haciendo deslizar el comparador a lo largo de la cara b, desde un extre­ mo al otro, la desviación de la aguja del comparador debe ser de 1,05 mm.

Cepillado de la base derecha

©

Se sustituye la herramienta a la dere­ cha, por otra herramienta igual pero a la izquierda, y se procede igual que se ha hecho para la base izquierda. Tam­ bién ahora se dejará un exceso de ma­ terial de 0,1 mm para el rasqueteado.

12.3

Ind/Mm

Máquinas herramienta

Lim ado - C e p illa d o Guía en cola de milano

12.4

Cepillado de la cara inclinada derecha

Se procede de la misma forma que se ha hecho para la cara izquierda: la inclinación es siempre de 50°.

Control de las cotas Se controla la distancia T entre las dos caras inclinadas de la guía median­ te dos cilindros de control U. El con­ trol se realiza colocando los cilindros en la parte más estrecha de la guía. Debe comprobarse la existencia de un exceso de material de 0,2 mm para el rasqueteado de las dos caras inclina­ das de la guía.

Labrado de las gargantas de desahogo ©

Las gargantas entre base y cara incli­ nada de la guía se labran mediante una herramienta de ancho igual al de la propia garganta.

A causa de sus reducidas dimensio­ nes, la herramienta se fija a un porta­ herramientas robusto. Puesto que la garganta es simétrica respecto a los planos que forman las guías, el eje de la herramienta debe situarse formando la bisectriz del án­ gulo definido por los planos citados. En nuestro caso, el eje del cabezal portaherramientas debe formar un án­ gulo de 25° con el plano horizontal. Dado lo delicado de la herramienta y de la operación, el avance debe man­ tenerse bajo (máximo 0,02-0,03 mm).

Ind/Mm

Máquinas herramienta

Lim ado - C e p illa d o Palanca acodada

Construcción de una palanca acodada en la mortajadora Como ejemplo de mecanizado en la mortajadora se describe a continuación el procedimiento a seguir para cons­ truir una palanca acodada, partiendo de un bloque de acero aleado.

El orden que deben seguir las opera­ ciones necesarias es el siguiente: Control del avance rectilíneo ©

La pieza se fija, mediante bridas, sobre dos bloques de Igual grosor. Antes de iniciar el corte se comprueba la orien­ tación de la pieza desplazándola, me­ diante el movimiento del carro inferior, de manera que la herramienta siga la línea del trazado, es decir, el perfil de la palanca que se quiere construir. Desbaste de las zonas rectas Se utiliza una herramienta recta para cortar. El ancho de la herramienta, es decir, la longitud de su filo, debe ser tanto menor cuanto más duro sea el material que se mecaniza; en nuestro caso, no debe superar los 4-6 mm. En todo caso las vibraciones de la máquina indican que se ha sometido la herramienta a un esfuerzo excesivo. Consultando las tablas, se elige una carrera del carro de 20 mm y un nú­ mero de carreras por minuto de 150. El avance es de 0,1 mm por carrera. Se mortaja la pieza a lo largo de las zonas rectas de uno de sus lados, de­ jando un exceso de material de un par de milímetros. Se quitan las bridas. Se da la vuelta a la pieza, se sujeta de nuevo y se mortajan las zonas rec­ tas del lado opuesto. Acabado de las zonas rectas Se sustituye la herramienta de desbas­ te por otra para acabar perfiles. Se actúa con el mismo número de ca­ rreras por minuto y se aumenta el avance a 0,5 mm. Se efectúa una pri­ mera pasada de preacabado dejando un exceso de material de 0,3 mm y, finalmente, una pasada de acabado a la línea de trazado. Se acaban las zonas rectas de un lado de la pieza. Se sueltan las bridas. Se gira la pieza, se la vuelve a fijar, se comprueban las cotas con un pie de rey y se procede a mortajar las zonas rectas del lado opuesto hasta dejarlas a la cota del plano. El orden que siguen las operaciones es el indicado en la Figura.

MM 1.16-6

La palanca tiene un espesor uniforme de 18 mm y se mecaniza a partir de una pletina del mismo espesor. La operación se efectúa en una mor­ tajadora de potencia media. Antes de fijar la pieza a la mortajadora, se ha procedido a su trazado.

13.1

Ind/Mm

Máquinas herramienta

Lim ado - C e p illa d o Palanca acodada

13.2

Control del avance circular Cuando se deben mecanizar zonas cir­ culares en la mortajadora, el movimien­ to de avance es circular y se imprime a la pieza que se mecaniza. Para perfilar una zona circular de la pieza es necesario disponer el centro de dicha zona exactamente sobre el eje vertical de la mesa. Además, es necesario situar la mesa en una posi­ ción tal que, al girar, la herramienta se encuentre siempre a la misma dis­ tancia del citado eje vertical.

Mortajado de las zonas circulares Para mortajar una zona circular cuyo radio es de 20 mm, se auita el cilindro y se fija la pieza, cuidando de que el centro de curvatura de la zona quede situado en el centro de la mesa. Se comprueba la exactitud de tal posición girando a mano la mesa y observando que el filo de la herramienta siga la línea del trazado. Se corrige la posición de la pieza mediante ligeros-golpes de mazo. Cuando queda centrada se aprie­ ta una brida, se comprueba nuevamente la posición de la pieza y, finalmente, se aprieta la segunda brida. Se procede al mortajado aplicando los mismos valores de la velocidad de corte y del número de carreras por mi­ nuto que se han aplicado para el mor­ tajado de las zonas rectas. El avance circular, que se obtiene al girar la mesa manual o automáticamente, es de 0,4 a 0,5 mm por carrera. Se efectúan las pasadas que sean ne­ cesarias, regulando su penetración por. medio del tambor graduado del carro inferior. Las pasadas de desbaste pueden mo­ ver la pieza, aunque esté firmemente sujeta. Por lo tanto, antes de iniciar las pasadas de acabado es conveniente volver a controlar la posición de la pieza. &

Finalmente, se repiten las mismas ope­ raciones para mortajar la zona circular de 10 mm de radio. Desbarbado de la pieza con la lima Después de retirar la pieza, se procede con la lima a eliminar las rebabas que se han producido durante el meca­ nizado.

Para situar el centro de curvatura es necesario retirar primero la pieza, co­ locar después un cilindro en el agujero central de la mesa y, finalmente, poner el filo de la herramienta en contacto con dicho cilindro. La mesa quedará situada en la posición de trabajo adecuada cuando, al girarla, la herramienta permanece constante­ mente en ligero contacto con el ci­ lindro.

Ind/Mm

Máquinas herramienta

Lim ado - C e p illa d o Palanca acodada

13.2

Control del avance circular Cuando se deben mecanizar zonas cir­ culares en la mortajadora, el movimien­ to de avance es circular y se imprime a la pieza que se mecaniza. Para perfilar una zona circular de la pieza es necesario disponer el centro de dicha zona exactamente sobre el eje vertical de la mesa. Además, es necesario situar la mesa en una posi­ ción tal que, al girar, la herramienta se encuentre siempre a la misma dis­ tancia del citado eje vertical.

Mortajado de las zonas circulares Para mortajar una zona circular cuyo radio es de 20 mm, se quita el cilindro y se fija la pieza, cuidando de que el centro de curvatura de la zona quede situado en el centro de la mesa. Se comprueba la exactitud de tal posición girando a mano la mesa y observando que el filo de la herramienta siga la línea del trazado. Se corrige la posición de la pieza mediante ligeros-golpes de mazo. Cuando queda centrada se aprie­ ta una brida, se comprueba nuevamente la posición de la pieza y, finalmente, se aprieta la segunda brida. Se procede al mortajado aplicando los mismos valores de la velocidad de corte y del número de carreras por mi­ nuto que se han aplicado para el mor­ tajado de las zonas rectas. El avance circular, que se obtiene al girar la mesa manual o automáticamente, es de 0,4 a 0,5 mm por carrera. Se efectúan las pasadas que sean ne­ cesarias, regulando su penetración por. medio del tambor graduado del carro inferior. Las pasadas de desbaste pueden mo­ ver la pieza, aunque esté firmemente sujeta. Por lo tanto, antes de iniciar las pasadas de acabado es conveniente volver a controlar la posición de la pieza. Finalmente, se repiten las mismas ope­ raciones para mortajar la zona circular de 10 mm de radio. Desbarbado de la pieza con la lima © * Después de retirar la pieza, se procede con la lima a eliminar las rebabas que se han producido durante el meca­ nizado.

&

Para situar el centro de curvatura es necesario retirar primero la pieza, co­ locar después un cilindro en el agujero central de la mesa y, finalmente, poner el filo de la herramienta en contacto con dicho cilindro. La mesa quedará situada en la posición de trabajo adecuada cuando, al girarla, la herramienta permanece constante­ mente en ligero contacto con el ci­ lindro.

Ind/Mm

Máquinas herramienta

Lim ado - C e p illa d o Mortajado de chaveteros

Mortajado de chaveteros En una pieza de acero duro al carbono (C 40) deben tallarse dos chaveteros, según se muestra en la figura. El an­ cho de ambos es de 12 mm, sin indi­ cación de tolerancia. La pieza no se ha trazado.

Elección de la herramienta Se utiliza una herramienta adecuada para mortajar chaveteros, cuya anchura deberá ser ligeramente mayor que la del chavetero indicada en el plano, ya que no se indica ninguna tolerancia (como en la mayoría de los casos). Se utiliza, entonces, una herramienta de 12,02 mm de ancho.

&

©

©

Centrado y fijación de la pieza Ante todo, se procede a centrar la mesa actuando con los carros superior e inferior. La pieza se fija, mediante bridas, sobre dos bloques V con escote, cuidando de que aquélla quede perfectamente centrada respecto al eje de la mesa. Se comprueba el centrado de la pieza respecto a la herramienta, mediante un comparador para interiores fijado al portaherramientas. Se va girando manualmente la mesa y se va corrigiendo la posición de la pieza, mediante ligeros golpes de mazo, hasta que la aguja del comporador per­ manezca inmóvil durante un giro completo. Se aprietan a fondo las bridas y se vuelve a controlar el centrado.

Según las tablas correspondientes, se adopta una longitud de carrera de 40 mm y un número de carreras por minuto de 150. En estas condiciones, la máxima ve­ locidad de corte es de 17,4 m/min, valor comprendido entre el mínimo [16 m/min) y el máximo (20 m/min), recomendados para el mortajado de los aceros duros.

14.1

Ind/Mm

Máquinas herramienta

Lim ado - C e p illa d o Mortajado de chaveteros

Mortajado de chaveteros En una pieza de acero duro ai carbono (C 40) deben tallarse dos chaveteros, según se muestra en la figura. El an­ cho de ambos es de 12 mm, sin indi­ cación de tolerancia. La pieza no se ha trazado.

Elección de la herramienta Se utiliza una herramienta adecuada para mortajar chaveteros, cuya anchura deberá ser ligeramente mayor que la del chavetero indicada en el plano, ya que no se indica ninguna tolerancia (como en la mayoría de los casos). Se utiliza, entonces, una herramienta de 12,02 mm de ancho.

©

^

©

Centrado y fijación de la pieza Ante todo, se procede a centrar la mesa actuando con los carros superior e inferior. La pieza se fija, mediante bridas, sobre dos bloques V con escote, cuidando de que aquélla quede perfectamente centrada respecto al eje de la mesa. Se comprueba el centrado de la pieza respecto a la herramienta, mediante un comparador para interiores fijado al portaherramientas. Se va girando manualmente la mesa y se va corrigiendo la posición de la pieza, mediante ligeros golpes de mazo, hasta que la aguja del comporador per­ manezca inmóvil durante un giro com­ pleto. Se aprietan a fondo las bridas y se vuelve a controlar el centrado.

Según las tablas correspondientes, se adopta una longitud de carrera de 40 mm y un número de carreras por minuto de 150. En estas condiciones, la máxima ve­ locidad de corte es de 17,4 m/min, valor comprendido entre el mínimo (16 m/min) y el máximo (20 m/min), recomendados para el mortajado de los aceros duros.

14.1

Ind/Mm

Máquinas herramienta

Lim ado - C e p illa d o Mortajado de chaveteros

14.2

Fijación de la herramienta Se fija la herramienta poniendo espe­ cial cuidado en que su posición sea tal que su filo frontal quede perpendicular al eje del chavetero y que sus filos laterales resultan perfectamente simé­ tricos respecto al mismo eje, que coin­ cide con el eje de la mesa. El primer control se efectúa mediante un comparador apoyado sobre la mesa y cuyo palpador está en contacto con el filo frontal. Al mover la mesa en dirección perpendicular al eje de la pieza, la aguja del comparador debe permanecer inmóvil. El segundo control se realiza también con el comparador, cuyo palpador se pone en contacto con el filo lateral de la herramienta. Girada la mesa 180° y puesto en contacto el palpador con el otro filo lateral, la aguja del com­ parador debe indicar la misma lec­ tura. Mortajado del chavetero Se procede a mortajar el primer chavetero con un avance normal de 0,05 mm por carrera, que se lee en el tambor graduado del carro inferior. La herramienta flexa siempre, sobre todo si es pequeña. Por esta razón, una vez alcanzada la cota indicada por el plano, se efectúan todavía algunas carreras con avance nulo. De esta forma, se deja el fondo de la ranura paralelo al eje de la pieza. La profundidad del chavetero se regula mediante el tambor graduado de la ma­ nivela del carro inferior. Recordar que durante el mortajado de­ ben estar bloqueados todos los carros que no deban moverse. Para tallar el segundo chavetero indi­ cado en el plano, se gira la mesa 120° y se procede de forma idéntica a la indicada.

Llamadas

Ind/Mm

Unidades de medida del tiempo Proporciones

Máquinas herramienta

Lim ado - C e p illa d o Tiempos de mecanizado

15.1

Tiempos de mecanizado Al igual que ocurre con todas las má­ quinas herramienta, a fin de programar costes y tiempos de producción es muy útil conocer el tiempo necesario para efectuar un mecanizado cualquiera en las limadoras y en las cepilladoras.

En los talleres de producción se asigna un tiempo para cada mecanizado que deba realizar un operario. El tiempo se calcula desde el momento de la entre­ ga del plano y del material al operario, hasta que éste devuelve las piezas aca­ badas.

Se distinguen tres fases principales en el tiempo de cada mecanizado: Tiempo de preparación, tiempo de ma­ niobra y tiempo principal.

Los tiempos de preparación no se pue­ den calcular, sino que solamente se pueden determinar directamente por cronometraje.

Los tiempos de las operaciones norma­ les para cada tipo de máquina se indi­ can en tablas adecuadas, que varían según la máquina. Los conceptos con­ tenidos en tales tablas son, por ejem­ plo: recibir y estudiar el plano cambiar el número de carreras/min fijar la pieza en el tornillo de mordazas alinear el tornillo de mordazas con ayu­ da del comparador fijar la pieza con bridas regular la longitud de la carrera del carro regular la posición de la carrera del carro aplicar la herramienta regular el avance automático, etc.

Tampoco los tiempos de maniobra se pueden calcular, por lo que también se determinan por cronometraje.

Los tiempos de las operaciones norma­ les de maniobra se indican en tablas adecuadas, que varían según las má­ quinas. Los conceptos que contienen dichas tablas son, por ejemplo: poner en marcha y parar la máquina cambiar el número de carreras/min regular la profundidad de pasada regular el avance automático controlar las dimensiones de la pieza con pie de rey fijar y soltar la pieza montar y desmontar la herramienta, etc.

Tiempo de preparación El tiempo de preparación es el tiempo necesario para leer y estudiar el plano de la pieza y para preparar la máquina de manera que pueda efectuar el me­ canizado que se le ha asignado.

Tiempo de maniobra El tiempo de maniobra es el tiempo necesario para efectuar, en la máquina preparada, todas aquellas acciones ne­ cesarias para situar las herramientas en condiciones de poder realizar el mecanizado.

Tiempo principal El tiempo principal es el tiempo que necesita la herramienta para realizar una determinada operación, es decir, el tiempo durante el cual tiene lugar el arranque de viruta. Unidad de tiempo La unidad de tiempo para todos los me­ canizados efectuados en máquina he­ rramienta es el minuto, subdividido en centésimas de minuto.

El tiempo principal se calcula para una pasada de la herramienta sobre la pie­ za, y se multiplica después por el nú­ mero de pasadas, si se efectúan en las mismas condiciones.

Una simple proporción permite pasar de centésimas de minuto a segundos 60 : 100 = segundos : centésimas de minuto.

Cálculo del tiempo principal El cálculo del tiempo principal discurre igual, tanto para las limadoras, mortajadoras y cepilladoras, como para todas las máquinas cuyo movimiento de corte es rectilíneo alternativo. El tiempo principal depende: de las dimensiones de la zona que se mecaniza de la magnitud de! avance del número de carreras/min que se adopta Para las limadoras se deben considerar las siguientes dimensiones:

H H'

longitud de la superficie longitud de la carrera de la herra­ mienta ancho de la superficie avance

Ejemplo: 2,35 min = 2 min y 35X60 ---------= 21 segundos. 100

Ind/Mm

Máquinas herramienta

Llamadas

Álgebra elemental

L im ado - C e p illa d o Tiempos de mecanizado

15.2

Para las mortajadoras se deben consi­ derar las siguientes dimensiones:

H H' L a

En ambos casos, el tiempo de mecani­ zado es directamente proporcional al ancho y a la profundidad L e inversa­ mente proporcional al avance, a, o al número de carreras por minuto, es decir: L V», t = ------ y, puesto que n = ------, se tiene: a-n 2H' L-2H' t = --------a-Vm Las unidades empleadas en la fórmula L en metros a en milímetros Vm en metros por minuto H' en metros

Ejemplo 1 Cálculo del tiempo principal para cepi­ llar en la limadora la cara superior de la pieza representada en la figura, su­ poniendo: H =260 mm L =100 mm a =1 mm/carrera Vi = 10 m/min Vr=20 m/min

espesor de la pieza longitud de la carrera de la herramienta profundidad de la ranura avance

Puesto que es más práctico expresar la longitud, L, en milímetros, se divide por 1000 la anterior relación: L 2H' t = ---------------- (minutos) a 1000-V,,.

Para resolver esta fórmula es necesario conocer la velocidad media. Por lo tanto, es preciso cronometrar por separado la duración de la carrera de trabajo y la de retorno y calcular después la velocidad media. Disponiendo una carrera inicial, fuera de la pieza, de 30 mm por ejemplo, y otra final de 10 mm, se tendrá: H' = 260 + 30 +10 = 300 mm La velocidad media es: 10X20 V,,,= 2 ---------=13,3 m/min; 10 + 20 de la fórmula se tiene: L-2H' 100 600 a -1000 V,„ 1 1000x13,3 = 4,5 min es decir 60X50 4 min y ------- =30 segundos 100

Ejemplo 2 Cálculo del tiempo principal para cor­ tar, en la mortajadora, un chavetero en el cubo de una polea cuyas dimensio­ nes se indican en la figura, de fundi­ ción blanda. La operación se efectúa en una sola pasada con una herramienta de acero rápido.

De la tabla de las velocidades de corte para los diversos materiales, se tiene: V=25 m/min, a la que, para una carrera de 60 mm, corresponden 150 carreras/ /min. La profundad L es: 63,2 —60 = 3,2 mm A esta profundidad se añade 1 mm para tener en cuenta la curvatura de la pared del agujero: en total L=4,2 mm. El avance prescrito es de 0,05 mm. Luego: L 4,2 t = ------= --------------- =0,56 minutos, a-n 0,05x150 esto es, 56X60 ---------=34 segundos. 100

Brochado

r i o r se u tiliz a o s se rie s ?

sola­

El brochado El brochado es un procedimiento para mecanizar en máquina herramienta, que consiste en el £"a~cue ¡nea: y pro­ gresivo de viruta de una superficie ex­ terior o interior, mediante una herra­ mienta especial, de muchos dientes, llamada brocha.

En el brochado soaaaOE se tiene el movimiento -e:~ -