Introducción

En las operaciones de corte, el exceso de metal se arranca en forma de viruta por medio de un útil o herramienta. Según las características del material, las condiciones del corte, el tipo y la forma de la herramienta, la viruta adopta aspectos característicos. La herramienta como parte operante y, en general, también la pieza que se trabaja poseen movimientos suministrados por la máquina y que son propios del tipo de proceso que ésta exige: la coordinación de los dos movimientos origina el arranque continuo o periódico de las virutas.

Los movimientos básicos de una máquina herramienta son los de trabajo y avance.

El movimiento de trabajo llamado también movimiento de corte, del que pueden estar dotados bien la herramienta o bien el elemento en elaboración, es el que provoca la incidencia a presión del filo de la herramienta contra el material, con el consiguiente arranque de viruta.

En las diversas máquinas el movimiento de corte es el siguiente: en el torno, el elemento que se elabora posee movimiento de rotación; en la taladradora, la fresadora y la rectificadora el movimiento de rotación lo posee la herramienta, que es, respectivamente, la broca, la fresa o la muela. En la limadora la herramienta posee un movimiento periódico y en la cepilladora el elemento de elaboración está dotado de movimiento rectilíneo periódico.

El movimiento de avance que comunicado a la herramienta o a la pieza en elaboración, presenta ante el filo nuevo material para trabajar, de manera continua o periódica, en el torno es un movimiento rectilíneo (o curvilíneo) de la herramienta, en la taladradora es un movimiento rectilíneo de la herramienta, en la fresadora un movimiento rectilíneo de la pieza; en la limadora y en la mortajadora es un movimiento periódico a saltos de la pieza y en la cepilladora es un movimiento de la herramienta.

Desde el punto de vista funcional, estas máquinas pueden considerarse formadas por los siguientes grupos de órganos:

• órgano motor

• órganos de transmisión y de variación del movimiento

• mecanismos de transformación y amortiguación del movimiento principal

• órganos de automatización de los mandos

• grupo operativo (herramientas y piezas en elaboración)

• órganos para la producción y la transmisión del movimiento

Torno

Torno paralelo. Es una máquina herramienta diseñada para producir superficies cilíndricas, cónicas y planas (llanas) utilizando una herramienta de una sola punta. Produce también roscas de tornillo, estas superficies y roscas son externas o internas. Está compuesto por un cierto número de unidades básicas alineadas con precisión durante su manufactura, con el objeto de que puedan producirse en el torno componentes precisos.

1.La bancada. Constituye un miembro fuerte, en forma de puente, hecho con hierro fundido de alta calidad, y con costillas fuertes que le dan rigidez.

Su superficie alta soporta las correderas principales. Debido a que dichas correderas sitúan, directa o indirectamente, la mayor parte de las restantes unidades, a ellas corresponde la alineación fundamental de la máquina. Por esta razón las correderas de la bancada se fabrican con tolerancias geométricas y dimensionales muy precisas.

2. El cabezal fijo. Es una pieza de fundición en forma de caja que sostiene al árbol y que contiene una caja de cambios gracias a la cual el árbol gira a diferentes velocidades.

El árbol se maquina utilizando una pieza forjada hueca de acero aleado siendo su finalidad la de sostener y hacer girar los distintos accesorios que sostienen a las piezas de trabajo.

3. El cabezal móvil. Está situada al extremo opuesto de la bancada, en relación con el cabezal fijo, tiene libertad de moverse hacia un lado y otro a lo largo de las correderas de la bancada, y puede sujetarse firmemente en cualquier posición que convenga. Está formado por un cuerpo de hierro fundido, en el que se sitúa el tambor o contrapunto. El tambor del cabezal móvil recibe un movimiento longitudinal dentro del cuerpo del propio cabezal móvil mediante un tornillo y un volante. El tornillo actúa también como eyector de los accesorios que se puedan insertar en el tambor. Este puede sujetarse en cualquier posición conveniente.

4. El carro. Este controla el movimiento de la herramienta de corte, está formado por el caballete, que cubre el ancho de la bancada del torno; el tablero, que se prolonga hacia abajo frente al caballete y que contiene los controles; la corredera transversal que controla el avance de la herramienta y la corredera compuesta que controla el movimiento angular de la herramienta.

FIG.

Los requerimientos generales del trabajo en el torno son los de que todos los diámetros habrán de ser concéntricos o, en caso de que se requiera la excentricidad, que el grado de desplazamiento quede controlado con precisión. La forma más satisfactoria de lograr la concentricidad consiste en tornear todos los diámetros de una vez. Esto no es posible siempre, por lo que se han ideado una diversidad de técnicas para sujetar las piezas de trabajo y los instrumentos correspondientes. Con ello se logra que una multiplicidad de componentes sean ajustados y vueltos a ajustar logrando la precisión deseada en cuanto a la concentricidad.

Estos aparatos o accesorios para la sujeción de piezas serán capaces de:

El torno utiliza una herramienta de corte de una sola punta, además de estar tallada con los ángulos correctos de corte, la herramienta para torno también debe tener el plano correcto según sea la operación a realizar

FIG.

Algunas de las herramientas del torno cortan ortogonalmente y otras lo hacen oblicuamente. Es más fácil afilar de nuevo una herramienta ortogonal para obtener en ella los ángulos de corte correctos, pero en general la herramienta de corte oblicuo corta más fácilmente, ya que reduce el grueso de la rebaba.

FIG

Torno revolver.

Es una máquina concebida para la producción en serie de piezas dimensionales pequeñas y medianas. La pieza, trabajada siempre en voladizo, sufre todas las operaciones sin ser desmontada. Las herramientas que se presentan sucesivamente a la pieza están montadas y reguladas en una torreta revólver que puede ser de eje vertical, horizontal o inclinado y va montada en un carro móvil sobre las guías longitudinales de la bancada. Cada vez que el carro llega al final de su carrera, hacia la derecha, la torreta gira en una fracción de vuelta y presenta a la pieza una nueva cara y, por tanto, una nueva herramienta en posición de trabajo. Esta rotación se produce al soltarse, por choque contra topes fijos a la bancada, el doble sistema de bloqueo de la torreta, constituido por un obturador de posición y un collar de conexión con la corredera. Prosiguiendo el movimiento del carro con mando manual se oprime una palanca de la bancada provocando la rotación. En la carrera de aproximación a la pieza se restablece automáticamente el bloqueo en la nueva posición.

La fijación de las herramientas a la torreta se efectúa por medio de portaherramientas adecuados, que pueden ser de vástago, situados dentro de la torreta, de brida o de collar, aplicables sobre las caras de dicha torreta. Cada portaherramientas por su parte, puede poseer también más útiles que trabajen simultáneamente. Los trabajos se efectúan en una sola pasada, pues no está permitido el movimiento de regulación.

Estos tornos, además del carro principal, dotado solamente de movimiento longitudinal, están provistos de un carro transversal que permite operaciones de mortajado, conformación, etc. Sobre este carro, cuyos movimientos longitudinales son limitados puede montarse anteriormente una torreta cuadrada, giratoria, de eje vertical y posteriormente una torreta fija.

Fresadora

Las fresadoras son máquinas herramientas de aplicaciones varias, aptas para la realización, por fresado de superficie, de acanaladuras y perfiles sencillos o de diversa complejidad.

Trabajan con fresas, herramientas de filos múltiples giratorios alrededor de su propio eje y dotados de movimiento de corte.

Las fresas son herramientas de filos múltiples, rectos o helicoidales, generados por acanaladuras practicadas sobre superficies de revolución de perfiles diversos con eje coincidente con el de rotación, o bien sobre superficies planas perpendiculares al eje de rotación.

El fresado con corte periférico está caracterizado por la formación de una viruta de sección muy variable que, combinada con la discontinuidad de la acción de la fresa, produce un comportamiento irregular del esfuerzo de corte causante de vibraciones de la máquina. Este defecto se puede reducir aumentando el número de dientes, de modo que existan más filos atacando simultáneamente o bien dando al filo una marcha helicoidal para comunicarle una acción gradual en la formación de la viruta.

Partiendo de los movimientos relativos entre la pieza y la herramienta, se distinguen los métodos de fresado de oposición y de concordancia.

Con el fresado de oposición se ataca al material gradualmente, lo que da una viruta de sección creciente y produce una violenta separación de la misma en el instante de máximo esfuerzo de corte.

En el fresado de concordancia se produce una acción de arrastre de la herramienta sobre la pieza, con recuperación intermitente de los juegos, muy perjudicial para la vida de la fresa.

FIG.

Fresadora horizontal.

Deben su nombre a la posición del árbol portafresas que es horizontal.

Las fresadoras sencillas están constituidas por una bancada de montante hueco que contiene el motor, los órganos de transmisión y los cambios de velocidades de corte y de los avances; una ménsula portapiezas, móvil en sentido vertical sobre guías pertenecientes al montante; una mesa portapiezas, montada sobre la ménsula y dotada de posibilidad de regulación tridimensional; un árbol de soporte de fresas horizontal, calado con sujeción cónica en el extremo del árbol principal y sostenido por su extremo opuesto por un contrasoporte perteneciente a un brazo procedente de otro montante.

La fresadora universal horizontal difiere del tipo sencillo por la adición, entre los patines transversal y longitudinal, de una placa orientable de eje vertical.

El movimiento de avance puede derivarse del movimiento de corte o bien ser producido por un motor independiente. El correspondiente cambio de velocidad puede instalarse en el montante o directamente en la ménsula. La transmisión del movimiento entre el montante y los mecanismos de accionamiento de los avances se efectúa con sistema de árbol telescópico con dos acoplamientos.

FIG.

Taladradora tipo columna

Sus elementos están montados en una columna de fundición tipo caja. Este procedimiento tiene la ventaja de que la mesa de trabajo puede elevarse o bajarse sin pérdida de alineación axial.

Para permitir que la pieza de trabajo quede en posición con facilidad bajo la broca en la máquina del tipo de columna, éstas vienen frecuentemente equipadas con una mesa compuesta. Cuando se libera la sujeción de la mesa, ésta se queda libre para moverse sobre correderas de bolas, hacia la columna o separándose de ella, a la vez que de un lado a otro.

Taladradora con brazo radial

Para trabajo pesado con frecuencia es más conveniente mover la cabeza perforadora en relación con la pieza en que se trabaja, en lugar de mover ésta. La máquina taladradora con brazo radial cuenta con tal facilidad. Las máquinas taladradoras se consideran entre las más potentes, pudiendo taladrar perforaciones en piezas sólidas de hasta 75 mm de diámetro. Los motores, de gran potencia, están engranados directamente a la cabeza de la máquina, contándose con una amplia variedad de avances, así como avances sensibles manuales por engranaje. El brazo se eleva y se baja mediante un motor separado, instalado en la columna. El brazo gira de un lado a otro alrededor de la columna, quedando sujeto en la posición deseada. La cabeza de perforación se desplaza hacia atrás y hacia delante a lo largo del brazo, mediante una gran rueda de mano que actúa sobre un mecanismo de cremallera y piñón. El motor del árbol es invertible, de forma que resulta posible usar machuelos.

La geometría de las máquinas taladradoras está ideada de tal forma que se mantengan ciertas alineaciones.

El árbol ubica y hace girar la broca, en tanto que lo mantiene en su posición correcta mediante cojinetes de precisión en un manguito que se mueve en el cuerpo de la máquina de taladrar, de forma que el viaje hacia la pieza de trabajo, o alejándose de ella, siguiendo un curso paralelo al eje del árbol. La combinación del árbol y el manguito se conoce con el nombre de “árbol hueco”.

La observación de la figura indica que el eje del árbol es perpendicular a la superficie de la pieza de trabajo, por lo tanto deberá ser perpendicular a la superficie de trabajo de la máquina. Esta mesa se ajusta hacia arriba y hacia abajo a lo largo de una columna, tallada con precisión, con el objeto de acomodar convenientemente piezas de distintos gruesos. Para conservar la alineación de la mesa, el eje del árbol y el eje de la columna serán paralelos entre sí. Por otra parte, el eje de la columna será perpendicular a la base de la máquina. Estas exigencias forman parte del esqueleto de la máquina de perforar.

FIG.

En los taladros se pueden montar brocas helicoidales, rimas o avellanadores, directamente sobre el árbol portaherramienta o también machuelos o terrajas usando dispositivos especiales de sujeción.

Con las brocas helicoidales se pueden hacer agujeros ciegos o pasados según la necesidad. Con la broca no se obtiene una perforación precisa, su único objeto consiste en eliminar el volumen máximo de metal en el periodo mínimo de tiempo. La perforación hecha con una broca nunca es menor que el diámetro de la propia broca, y en ocasiones es mayor. La imprecisión dimensional de la perforación es consecuencia de que la broca se flexiona como consecuencia del afilado incorrecto de su punta. La perforación es con frecuencia imperfectamente redonda, en especial cuando se ensancha una perforación ya hecha utilizando una broca de dos estrías. El acabado es con frecuencia burdo y los costados de la perforación tienen marcas.

La broca moderna se hace utilizando una pieza en bruto cilíndrica, maquinando en ella dos perforaciones helicoidales que forman las estrías. Estas van a todo lo largo del cuerpo y cumplen varias funciones:

Los escariadores sirven para reducir:

• El IT de la dimensión del agujero.

• La rugosidad dejada por la broca.

• El IT de circularidad del propio agujero.

El avellanador se utiliza para abocardar un agujero con objeto de facilitar la entrada del tornillo o perno que entra en él, así como para hacer agujeros troncocónicos que van a servir para alojar cabezas de tornillo del mismo tipo.

FIG.

Para taladrar con éxito un orificio en un componente, de forma que quede en la posición correcta, se requiere satisfacer cuatro condiciones básicas.

Cepillo de codo

El objeto de una máquina cepilladora consiste en formar una superficie llana utilizando una herramienta de una sola punta análoga a la empleada en el torno. Estas superficies pueden ser paralelas o inclinadas en relación con la superficie de la mesa de trabajo de la máquina.

Casi todas las herramientas que se usan para tornear se pueden montar en el cepillo de codo, solo que debido al movimiento alternativo de la herramienta lo que se generan son superficies planas.

El cepillo de codo se usa para maquinar piezas chicas, cuya cara por cepillar sea menor a 350 mm y relativamente ligeras, esto en relación con el otro tipo de cepillo: el de mesa, que se usa par maquinar piezas muy grandes cuya cara por cepillar sea de alrededor de 6 m y algunas toneladas de peso.

FIG.

La superficie obtenida dependerá de la forma del buril con el cual se maquine, de modo que con buriles de corte derecho, izquierdo o para refrentar siempre se obtendrán superficies planas horizontales, verticales o inclinadas dependiendo de la posición de la pieza con respecto al movimiento de la herramienta cortante, en cambio, cuando se usan buriles de forma se podrán configurar distintos tipos de ranuras, así como superficies cuya forma será igual a la del perfil cortante que la genera.

La construcción de esta máquina está dada por las siguientes partes

FIG.

Una de las grandes ventajas para trabajos en el taller la constituye el hecho de que utiliza herramientas de una sola punta, económicas, análogas a las herramientas del torno. Por otra parte, estas herramientas se tallan a mano cuando resulte necesario para cambiar su forma al objeto de ajustarse a una determinada tarea, o cuando es necesario volverlas a afilar.

La herramienta en la máquina se sujeta en un poste porta herramientas análogo al usado en el torno.

FIG.

UNIVERSIDAD AUTONOMA METROPOLITANA

PLANTEL AZCAPOTZALCO

TALLER DE PROCESOS DE MANUFACTURA II

PRACTICA # 1

NOMENCLATURA DE MAQUINAS HERRAMIENTAS

8 DE OCTUBRE DE 1998

Bibliografía

-Tecnología mecánica, procesos y materiales.

R.L.Timings

Representaciones y Servicios de Ingeniería S.A

-Manual de métodos de fabricación metalmecánica

Sergio Villanueva Pruneda, Jorge Ramos Watanave

AGT editor S.A.

-Manual de operaciones con máquinas-herramientas

Clifford Oliver

Limusa