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RECTIFICADORA El rectificado es un proceso de mecanizado para finalizado de producción de componentes que requieran superficies de muy buena calidad y tolerancias óptimas, no hay ningún proceso que pueda competir con él, por más precisa que sea la operación de maquinado.

RECTIFICADORA

DEFINICION

USO Y FUNCIONAMIENTO DE LA RECTIFICADORA Las piezas que se rectifican son principalmente de acero endurecido mediante tratamiento térmico. Para el rectificado se utilizan discos abrasivos robustos, llamados muelas. El rectificado se aplica luego que la pieza ha sido sometida a otras máquinas herramientas que han quitado las impurezas mayores, dejando solamente un pequeño excedente de material para ser eliminado por la rectificadora con precisión. A veces a una operación de rectificado le siguen otras de pulido y lapeado, como por ejemplo en la fabricación de cristales para lentes.

FUNCIONAMIENTO Las rectificadoras requieren para su funcionamiento como mínimo, la conjunción de tres movimientos: El de corte, realizado por la muela que gira continuamente a altas revoluciones; El de avance o alimentación, realizado por la pieza, y

La rectificadora es una máquina herramienta, utilizada para realizar mecanizados por abrasión, con mayor precisión dimensional y menores rugosidades que en el mecanizado por arranque de viruta

El de penetración, que siempre lo efectúa la muela. Hoy en día estos equipos desarrollan altas velocidades de corte, de hecho la celeridad de giro de una muela puede llegar hasta 30.000 revoluciones por minuto (rpm) dependiendo del diámetro de la muela, y tiene la capacidad de arrancar virutas en micras gracias a que la muela está compuesta de granos abrasivos muy duros y resistentes al desgaste y a la rotura, por lo que permiten alcanzar precisiones y calidades superficiales imposibles de obtener con otros procedimientos. Pero aunque la maquina trabaja a partir de un mecanismo realmente sencillo, este requiere de buenas prácticas de aplicación y conocimiento de abrasivos, pues no realizar un correcto proceso de montaje de una pieza, el ajuste de la maquina o incluso, descuidar la lubricación tendrá como resultado un rectificado de baja calidad que, además, puede ocasionar accidentes.

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TENDENCIAS A medida que han avanzado los procesos de producción, han salido al mercado nuevas máquina para el proceso de rectificado que han optimizado el trabajo de los industriales, desde el diseño de máquinas de control numérico -CNC de última generación que unifican los movimientos para el rectificado en una sola máquina, la ampliación de dimensiones para rectificar grandes piezas, y las capacidades de diamantado de muela para todo tipo de formas y aplicaciones, hasta el número de revoluciones necesarias para trabajar ópticamente. Esta tecnología ha avanzado en tema de los sistemas de sujeción, en la medida que antes eran utilizados prensas y copas, y ahora existen sistemas electromagnéticos que ofrecen mayor exactitud y menor movilidad a la pieza y por ende, seguridad. También hay avances en las mesas, pues ahora es posible conseguirlas angulares para obtener otras formas y diferentes acabados de las superficies, igualmente las rectificadoras cuentan con motores para el movimiento de la bancada, tanto para el recorrido transversa (eje x) como para el eje Y. Lo más reciente en tecnología en para estas máquinas es una rectificadora que permite, en la misma máquina, rectificar tres partes diferentes de una misma pieza: superior, frontal e inferior, es decir tanto tangencial como por el perfil y por la parte interna. Se trata de un equipo que mejora los tiempos de mecanizado en comparación con otro tipo de rectificadoras en las que cada una de estas partes deben ser tratadas en diferentes maquinas, de tanto más imprecisa respecto a otras versiones inferiores. Por ejemplo en una máquina que no sea CNC el operario monta la pieza y ajusta la perilla de la tangente en 1.0 décima y debe supervisar el proceso y debe guiarse por la chispa. Otra de las ventajas de las nuevas rectificadoras CNC es que incorporan servomotores (motores por impulsos eléctricos), para cada eje, lo que permite un posicionamiento más preciso, a diferencia de las manuales que se programan a través de un tornillo y que requieren de topes que marquen las distancias que debe recorrer la máquina.

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TIPOS DE RECTIFICADORAS Las rectificadoras para piezas metálicas consisten en un bastidor que contiene una muela giratoria compuesta de granos abrasivos muy duros y resistentes al desgaste y a la rotura. La velocidad de giro de las muelas puede llegar a 30.000 rpm, dependiendo del diámetro de la muela. Según las características de las piezas a rectificar se utilizan diversos tipos de rectificadoras, siendo las más destacadas las siguientes:

RECTIFICADORAS PLANEADORAS O TANGENCIALES Consisten de un cabezal provisto de una muela y un carro longitudinal que se mueve en forma de vaivén en el que se coloca la pieza a rectificar. También puede colocarse sobre una plataforma magnética. Generalmente se utiliza para rectificar matrices, calzos y ajustes con superficies planas. Es una máquina herramienta donde el movimiento de corte, que es circular, corresponde a la herramienta (muela abrasiva) La pieza que posee el movimiento de avance, se puede desplazar siguiendo una trayectoria rectilínea, lo que hace posible el acabado de piezas con superficies planas. Se eliminan por abrasión, pequeños espesores de material en piezas que, previamente, han sido mecanizadas en otras máquinas-herramientas. Estos equipos son utilizados para el rectificado de piezas de tamaño medio y grande, abarcan longitudes rectificables desde 400 mm hasta 6.000 mm y anchos de 800 a 1.000 mm. La robustez de los diferentes elementos de la máquina permite rectificar piezas pesadas.

ORGANOS MASICOS:

MECANISMOS



Bancada

• Motor portamuelas



Mesa porta piezas



Montante

Husillo para el accionamiento del carro portamuelas Equipo hidráulico para el movimiento automático de la mesa



carro



Cabezal portamuelas

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al

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correspondiente

LAS RECTIFICADORAS UNIVERSALES Se utilizan para todo tipo de rectificados en diámetros exteriores de ejes. Son máquinas de gran envergadura cuyo cabezal portamuelas tiene un variador de velocidad para adecuarlo a las características de la muela que lleva incorporada y al tipo de pieza que rectifica. Es una máquina-herramienta donde el movimiento de corte, que es circular, corresponde a la herramienta (muela abrasiva) La pieza que también esta animada de un movimiento de rotación, posee el movimiento de avance y se desplaza siguiendo una trayectoria que le permite acabar piezas de revolución. Es una máquina herramienta indicada para eliminar por abrasión, pequeños espesores de material en aquellas piezas previamente mecanizadas en otras máquinas-herramientas y que tiene unas características de dureza, dimensiones o estado superficial que no es posible terminar por arranque de viruta o con herramienta de corte. La rectificadora universal, cómo máquina herramienta, se compone de:

ORGANOS MASICOS:

MECANISMOS



Bancada



Motor correspondiente al portañuelas



Mesa porta piezas



Motor correspondiente al porta piezas



Contrapunto



Poleas escalonadas



Cabezal portamuelas



Equipo hidráulico para el movimiento automático de la mesa

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LA RECTIFICADORA SIN CENTROS (CENTERLESS) Consta de dos muelas y se utilizan para el rectificado de pequeñas piezas cilíndricas, como bulones, casquillos, pasadores, etc. Son máquinas que permite automatizar la alimentación de las piezas y por tanto tener un funcionamiento continuo y por tanto la producción de grandes series de la misma pieza. La rectificación sin centros pertenece a los procesos de rectificadora cilíndrica de exteriores. Al contrario de la rectificación entre centros, la pieza no se sujeta durante la rectificación y por lo tanto no se necesita un contrataladro o un mecanismo de fijación en los extremos. En lugar de eso se apoya la pieza con su superficie sobre la platina de soporte y se coloca entre el disco rectificador que gira rápidamente y la platina regulable pequeña que se mueve lentamente. La platina de soporte de la rectificadora (también llamada regla de soporte o regla de dirección) está generalmente posicionada así que el centro del eje de la pieza se encuentra sobre la línea de unión entre los puntos medios del disco regulable y del disco rectificador. Más, la platina de soporte está biselada para sostener la pieza en el disco regulable y el disco rectificador. El disco regulable está hecho de un material blando, por ejemplo una mezcla de caucho que puede tener granos duros para garantizar la fuerza de acople entre la pieza y el disco regulable.

RECTIFICADORAS CILÍNDRICAS En estas máquinas, la pieza y la rueda giran simultáneamente, dejando acabados tipo espejo. Este tipo de rectificadoras pueden presentarse con centro o sin centro, es decir, la pieza no se sujeta durante la rectificación y por lo tanto no se necesita un contrataladro o un mecanismo de fijación en los extremos. En lugar de eso se apoya la pieza con su superficie sobre la platina de soporte y se coloca entre el disco rectificador que gira rápidamente y la platina regulable pequeña que se mueve lentamente. También cuentan con un tope que es utilizado en piezas cilíndricas que demandan gran ajuste, como columnas, bujes o piezas con cortes discontinuos en los que el abrasivo tiene gran facilidad de entrada en distintos ángulos.

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RECTIFICADORAS DE INTERIORES Estas máquinas pueden ser de rosca, de dientes y de rueda dentada, son las mismas cilíndricas, con la diferencia que cuentan con un dispositivo para acondicionarle diversos tipos de piedras o accesorios de diferentes dimensiones encargados de rectificar diámetros muy pequeños (2.0 mm) en la parte interior de las piezas. Se caracterizan especialmente por ser muy precisas (3.0 milésimas de milímetro) y dar excelentes acabados gracias a la gran variedad de ruedas que pueden utilizarse, además reducen el calentamiento de la pieza impidiendo deformaciones en las mismas. Es importante tener en cuenta que actualmente muchas rectificadoras están dotadas con dos o más muelas que atacan diferentes caras de una pieza, especiales para el trabajo de roscas, para rectificados modulares o para engranajes y piñones.

ALGUNAS VARIEDADES DE RECTIFICADORAS La operación de rectificado exige, para obtener una gran precisión geométrica y dimensional, precauciones particulares por ello es muy importante la correcta selección de las maquinas herramientas y conocer sus parámetros como para poder regular el acercamiento de la muela, el reglaje de los recorridos, el diamantado y el modo de empleo de las muelas. A continuación se muestra una diversificada variedad de máquinas rectificadoras usualmente utilizadas en talleres de rectificación de motores y diversos talleres mecánicos realizando En cada una de estas máquinas herramientas presentamos una breve descripción de los diferentes parámetros a los que trabajan cada uno de estos equipos. Los diversos datos son tomados una de las industrias fabricantes en este caso la empresa KRAS S.R.L una empresa argentina que ofrece y garantiza cada uno de estas máquinas herramientas. Estas máquinas-herramientas están compuestas por varios elementos: una mesa, en donde se deslizan y soportan las piezas; un cabezal portapiezas, en donde va centrada la pieza; un contrapunto; y un cabezal portamuelas, donde se ubica la mue la de esmeril, encargada de rectificar de forma abrasiva las medidas requeridas.

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TIPOS DE ACABADOS POR MEDIO DE LAS RECTIFICADORAS PULIDO Para obtener un óptimo acabado de las piezas procedentes de las operaciones de rectificado se emplean máquinas pulidoras que trabajan por aplicación de la pieza a una superficie abrasiva móvil, normalmente giratoria. El material arrancado en el pulido es prácticamente nulo y apenas modifica la dimensiones del rectificado. LAPEADO Es el proceso de acabado de una superficie por abrasión muy fina, con objeto de conseguir mucha precisión en el acabado superficial, conocida como rugosidad. ACABADO SUPERFICIAL Este proceso produce un terminado superficial extrafino; además, se eliminan las marcas de la herramienta y se alcanzan tolerancias muy estrechas. A continuación se analizan con brevedad algunos de estos procesos. PULIDO BASTO Es un proceso abrasivo a poca velocidad. En él se utilizan piedras de grano fino abrasivas para eliminar cantidades muy pequeñas de metal, que por lo general dejan otros procesos de esmerilado. La cantidad de metal que se elimina suele ser inferior a 0.005 pulg (0.13 mm). Debido a las bajas velocidades se reducen el calor y la presión, obteniéndose un excelente control metalúrgico y de tamaño. PULIDO FINO (O PULIMENTADO) Es un proceso abrasivo de acabado superficial en el que partículas finas de abrasivo se introducen en un material como grasa, aceite o agua, y se embeben en un material blando, denominado pulimentador. Los pulimentadores metálicos deben ser mucho más suaves que el material de trabajo, y suelen estar hechos de hierro colado gris de grano pequeño. Cuando el hierro fundido no es adecuado, se utilizan otros materiales, como acero, cobre y madera. Puesto que el pulimentador cargado se frota contra una superficie, se eliminan pequeñas cantidades de material de la superficie más dura. La cantidad de material eliminado suele ser menos que 0.001 pulg. (0.03 mm). SUPERACABADO Es un proceso para mejorar las superficies en el que se eliminan fragmentos indeseables, dejando una base de metal sólido cristalino. Como en el pulido basto, también se utilizan piedras abrasivas finas, pero el tipo de movimiento es diferente. En este proceso se utilizan recorridos cortos muy rápidos, muy poca presión de acabado y no de dimensionado, y es posible suponerlo a otras operaciones de terminado. LABRADO ULTRASÓNICO En el labrado ultrasónico, el material se elimina de la pieza de trabajo mediante la proyección a muy alta velocidad de partículas abrasivas en una pasta aguada y por medio de la acción de un transductor ultrasónico. LUSTRADO Las ruedas lustradoras se hacen de diversos materiales muy suaves. Aunque el más utilizado es la muselina, para aplicaciones especiales también se utiliza franela, lino, henequén y papel grueso. Este proceso suele dividirse en dos operaciones: emparejado y abrillantado. La primera se utiliza para pulir la superficie y la segunda para producir el lustre intenso. Los abrasivos que se utilizan son polvos extremadamente finos de óxido de aluminio, trípoli (un silicio amorfo), pedernal o cuarzo, carburo de silicio y óxido rojo de hierro. Las velocidades para el lustrado varían de 6 000 a 12 000 pie / minuto.

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TRANSMISION     

Transmisión simple Transmisión con engranaje loco Transmisión compuesta. Tren de engranajes Transmisión mediante cadena o polea dentada Mecanismo piñón cadena

LOS ENGRANES El mecanismo más utilizado para transmitir potencia en las rectificadoras son los engranajes que están formados por dos ruedas dentadas, de las cuales la mayor se denomina 'corona' y la menor 'piñón'. Un engranaje sirve para transmitir movimiento circular mediante contacto de ruedas dentadas. Una de las aplicaciones más importantes de los engranajes es la transmisión del movimiento desde el eje de una fuente de energía, como puede ser un motor de combustión interna o un motor eléctrico, hasta otro eje situado a cierta distancia y que ha de realizar un trabajo. De manera que una de las ruedas está conectada por la fuente de energía y es conocido como engranaje motor y la otra está conectada al eje que debe recibir el movimiento del eje motor y que se denomina engranaje conducido. Si el sistema está compuesto de más de un par de ruedas dentadas, se denomina tren de engranajes. La principal ventaja que tienen las transmisiones por engranaje respecto de la transmisión por poleas es que no patinan como las poleas, con lo que se obtiene exactitud en la relación de transmisión.

FALLAS Y DESGASTE Las fallas y desgaste de las rectificadoras así como de la mayoría de máquinasherramientas se deben a la falta de lubricación y refrigeración adecuada produciendo así un desgaste en las partes de deslizamiento así como de rotación:

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SISTEMA REFRIGERANTE El sistema refrigerante costa de:

-

Boquilla de refrigerante: dirige una corriente de líquido refrigerante hacia la cuchilla de la base y rueda de rectificar. Para apunte preciso, la boquilla y tubería son completamente flexibles.

-

Válvula de flujo de líquidos refrigerante: controla el volumen del flujo de líquido refrigerante hacia la boquilla. Use solo suficiente flujo para enfriar la cuchilla de base. Exceso de flujo causara demasiado salpique – y no mejorara el funcionamiento.

DESGASTE DE LA CUCHILLA Para afilo completo de la segadora de tambor se necesita rectificar las cuchillas del tambor (usando una rectificadora de tambor) y darle una nueva forma a la orilla cortante de la cuchilla de base.

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CÁLCULOS APLICADOS VELOCIDAD DE CORTE (VC). Es la velocidad de los puntos de la pieza que están en contacto con la herramienta, respecto los unos de la otra, o viceversa. Se mide en m/min y en las máquinas muy rápidas (rectificadoras) en m/s. La velocidad de corte depende, principalmente: -Del material de la pieza a trabajar. -Del material del filo de la herramienta. -Del refrigerante. -Del tipo de operación a realizar. -De la profundidad de la pasada y del avance El valor de la velocidad de corte se encuentra en tablas en las que se entra por los factores apuntados. Estas tablas están sacadas de ensayos prácticos. La velocidad de corte guarda una relación matemática con la velocidad de giro y con el diámetro del elemento que posee . . = 1000 1000. = . Dónde:  V = velocidad de corte (m/min)  d = diámetro de la pieza o de la herramienta (mm)  N = velocidad de giro (rpm.) La máxima velocidad de corte corresponderá al diámetro máximo de los puntos de la pieza o de la herramienta que estén en contacto con la herramienta o la pieza respectivamente.

AVANCE (a). El movimiento de avance se puede estudiar desde su velocidad o desde su magnitud.  Velocidad de avance ( ): Longitud de desplazamiento de la herramienta respecto a la pieza o viceversa, en la unidad de tiempo (generalmente en un minuto). (  Avance (magnitud) ( ): Es el camino recorrido por la herramienta respecto a la pieza o por la pieza respecto a la herramienta en una vuelta o en una pasada. En ciertas máquinas-herramientas no es posible programar la magnitud del avance, por lo que se hace necesario programar la velocidad de dicho avance. La magnitud del avance se relaciona con la velocidad de avance a través de la velocidad de giro: =

.

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=

RECOMENDACIONES DE SEGURIDAD El principal riesgo derivado de las máquinas herramienta es el riesgo mecánico, entendiendo como tal el conjunto de factores físicos que pueden dar lugar a una lesión por la acción mecánica de elementos de máquinas, herramientas, piezas a trabajar o materiales proyectados, sólidos o fluidos. Las formas elementales del peligro mecánico son principalmente: aplastamiento; cizallamiento; corte; enganche; atrapamiento o arrastre; impacto; perforación o punzonamiento; fricción o abrasión; proyección de sólidos o fluidos De forma general, para evitar accidentes se recomienda seguir las indicaciones siguientes: - La ropa de trabajo deberá estar bien ajustada. Las mangas deben llevarse ceñidas a la muñeca, con elásticos en vez de botones, o arremangadas hacia adentro. - Proteger los elementos de transmisión mediante resguardos fijos o móviles asociados a dispositivos de enclavamiento. - Comprobar que las protecciones se encuentran en buen estado y en su sitio cuando se usa la herramienta. - Las protecciones regulables deberán ajustarse de forma que quede libre únicamente el espacio mínimo para realizar el trabajo. - Los órganos de accionamiento deberán estar situados fuera de las zonas peligrosas salvo, si fuera necesario, en el caso de determinados órganos de accionamiento, y de forma que su manipulación no pueda ocasionar riesgos adicionales. - Los órganos de accionamiento estarán protegidos, en caso necesario, para evitar posibles conexiones involuntarias (puestas en marcha embutidas, pedales y palancas protegidos, etc.). - Mantener las manos alejadas de las herramientas. No sujetar las piezas con la mano sino mecánicamente. - Al cambiar la herramienta, soltar o amarrar piezas se deben tomar precauciones contra los cortes en manos y brazos. Realizar estas operaciones con la máquina parada - No retirar los desechos con la mano. Usar elementos auxiliares (cepillos, brochas, etc.). - Usar los equipos de protección individual necesarios para cada tarea: guantes, gafas, mandil, botas… - Facilitar instrucciones al personal sobre manejo seguro de estas máquinas. Seguir el manual de instrucciones.

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- Revisión, mantenimiento y limpieza de los sistemas de la máquina y de las herramientas. - Las operaciones de mantenimiento, ajuste, desbloqueo, revisión o reparación de los equipos de trabajo que puedan suponer un peligro para la seguridad de los trabajadores se realizarán tras haber parado o desconectado el equipo, haber comprobado la inexistencia de energías residuales peligrosas y haber tomado las medidas necesarias para evitar su puesta en marcha o conexión accidental mientras esté efectuándose la operación.

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