94095547 mec-ejecucion-y-procesos-de-mecanizado-conformado-y-montaje

V ITES-PARANINFO

Prlogo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XIII

. . . . . . . . . . 1

Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Algo de historia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3BLOQUE 1. Mquinas herramientas . . . . . . . . . . . . . . . 4

Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4Clasificacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4Movimiento de corte rectilneo . . . . . . . . . . . . . . . 5Movimiento de corte circular . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

BLOQUE 2. Mquinas herramientas con movimiento de corte rectilneo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

Cepilladora (Cepillo de puente) . . . . . . . . . . . . . . . 5Limadora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7Sierra Alternativa/Cinta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7Mortajadora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8Brochadora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9Talladora de ruedas dentadas . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Mquinas sistema Maag . . . . . . . . . . . . . . . . 11Mquinas sistema Sunderland . . . . . . . . . . . 12Mquinas sistema Fellows . . . . . . . . . . . . . . 12Tallado de ruedas dentadas cnicas dediente recto por cepillado con generacin . . 13Mquinas sistema Bilgram . . . . . . . . . . . . . . 14Mquinas sistemas Gleason, Heidenreich yHarbeck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

BLOQUE 3. Mquinas herramientas con movimiento decorte rotativo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Torno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15Torno paralelo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

Bancada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16Cabezal fijo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16Carros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17Contracabezal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Torno al aire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18Torno vertical . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18Torno de doble cabezal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19Torno fresador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19Torno copiador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20Torno barrena . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21Torno revlver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22Torno automtico (mecnico) . . . . . . . . . . . . . . . . . 23Torno automtico multihusillos . . . . . . . . . . . . . . . 24Torno CNC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Taladradora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25Elementos de una taladradora . . . . . . . . . . . 26Taladradoras de sobremesa . . . . . . . . . . . . . 26Taladradoras de columna . . . . . . . . . . . . . . . 27Taladradora radial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30Taladradoras mltiples . . . . . . . . . . . . . . . . . 31Taladradora revlver . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33Taladradoras horizontales . . . . . . . . . . . . . . 33Taladradora-fresadora . . . . . . . . . . . . . . . . . 34Taladradoras con disposiciones a medida 34Taladradoras porttiles . . . . . . . . . . . . . . . . . 34Porttiles elctricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35Porttiles neumticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

Fresadora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371 - Base . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 412 - Columna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413 - Consola . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425 - Carro transversal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42Placa giratoria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 437 - Mesa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4312 - Brazo-soporte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44Fresadora universal de eje orientable . . . . . 44Fresadora de torreta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45Fresadora de bancada fija . . . . . . . . . . . . . . 46Fresadora de mesa fija y columna mvil . . . 47Fresadora copiadora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48Fresadora de puente (prtico) . . . . . . . . . . . 48Fresadora de puente mvil . . . . . . . . . . . . . . 49

Mandrinadora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50Mandrinadora horizontal de columna fija (universal) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50Mandrinadora horizontal de columna mvil 54Mandrinadora horizontal de precisin . . . . . 56Mandrinadoras horizontales especiales . . . . 56Mandrinadoras verticales especiales . . . . . . 57Mandrinadora porttil . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

Rectificadora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58Rectificadora cilndrica de exteriores . . . . . 59Rectificadora cilndrica de interiores . . . . . . 61Rectificadora cilndrica universal . . . . . . . . 61Rectificadora cilndrica sin centros . . . . . . . 64Rectificadora de cigeales . . . . . . . . . . . . . 66Rectificadora de rboles de levas y valos . 66Rectificadora de roscas . . . . . . . . . . . . . . . . 66Rectificadoras de ruedas dentadas (engranajes) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68Rectificadora plana tangencial . . . . . . . . . . . 70Rectificadora plana frontal . . . . . . . . . . . . . . 71

Introduccin a las mquinasherramientas0

ndicendice

Rectificadora de guas de bancada . . . . . . . . . . 72Rectificadora de perfiles . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72Rectificadora de doble cara . . . . . . . . . . . . . . . 73Rectificadoras especiales . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

Centro de mecanizado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73Bancada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75Columna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76Cabezal con husillo principal . . . . . . . . . . . . . . 76Mesa de trabajo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77Almacn de herramientas . . . . . . . . . . . . . . . . . 79Sistema de engrase automtico . . . . . . . . . . . . 80Sistema de refrigeracin . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81Centros de mecanizado universales . . . . . . . . . 81Centros de mecanizado especiales . . . . . . . . . . 83Accesorios de medicin y calibracin . . . . . . . 84

Roscadora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84Roscadoras por turbulencia (cepillado) . . . . . . 85Terraja de apertura automtica . . . . . . . . . . . . . 86Roscado interior con machos de roscar . . . . . . 87Roscado por laminacin - con terraja de rodillosy machos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87Roscado por laminacin con rodillos . . . . . . . 88Laminado de roscas por peines . . . . . . . . . . . . 89

Sierra circular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89Afiladora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90Talladora de ruedas dentadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92

Tallado con fresa de forma o de mdulo . . . . . 92Tallado de tornillos sinfn . . . . . . . . . . . . . . . . . 93Fresado de ruedas cnicas con dientes rectos . 94Fresado de cremalleras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94Tallado con fresa de punta . . . . . . . . . . . . . . . . 95Tallado con fresa madre . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95Tallado de ruedas cnicas . . . . . . . . . . . . . . . . . 98

BLOQUE 4. Mquinas herramientas para mecanizados especiales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101

Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101Mecanizado por ultrasonidos . . . . . . . . . . . . . . 103Corte por chorro de agua . . . . . . . . . . . . . . . . . 104Corte por chorro de agua y abrasivo . . . . . . . . 105Corte por chorro abrasivo (chorro de gas conabrasivo) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105Mecanizado electroqumico . . . . . . . . . . . . . . . 106Achaflanado y eliminacin de rebabas . . . . . . 107Esmerilado-afilado electroqumico . . . . . . . . . 107Mecanizado por electroerosin (EDM - Electrical Discharging Machining) . . . . . . . . . 107Mecanizado con haz de electrones . . . . . . . . . . 109Mecanizado con rayo lser . . . . . . . . . . . . . . . . 110Corte con arco de plasma . . . . . . . . . . . . . . . . . 110Oxicorte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111Mecanizado qumico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112Clasificacin de las mquinas herramientas . . 112Definicin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112Clasificacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112

. . . . 117

BLOQUE 1. Caractersticas de los materiales . . . . . . . . 119Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119Materia, material, cuerpo...? . . . . . . . . . . . . . . . . . 119Propiedades de los materiales . . . . . . . . . . . . . . . . 119

Propiedades mecnicas . . . . . . . . . . . . . . . . 120

BLOQUE 2. Materiales metlicos . . . . . . . . . . . . . . . . . 122Metales ms utilizados en la industria mecnica . . 122El hierro (Fe) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122Otros productos de acero . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128Cobre (Cu) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128Aluminio (Al) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131Estao (Sn) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132Plomo (Pb) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133Zinc (Zn) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133Titanio (Ti) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134

BLOQUE 3. Cermicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134Tipos de materiales cermicos . . . . . . . . . . . . . . . . 135Propiedades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135

Propiedades mecnicas . . . . . . . . . . . . . . . . 135Propiedades fsicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135

Abrasivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135Nuevos materiales cermicos . . . . . . . . . . . . . . . . . 136

xidos cermicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136Carburos cermicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136Nitruros cermicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137

Algunos elementos importantes relacionados... . . . 138Grafito . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138Diamante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138Silicio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139Boro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139

BLOQUE 4. Plsticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139Algo de historia... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139

El avance de la qumica de los plsticos . . . 140Tipos de plsticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140Relacin de termoplsticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140Relacin de termoestables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142

BLOQUE 5. Composites: Materiales compuestos . . . . . 142Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142Clasificacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142Compuestos de matriz orgnica . . . . . . . . . . . . . . . 142

153

BLOQUE 1. Propiedades tecnolgicas de los materiales 154Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154Colabilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154Forjabilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154Soldabilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155Embutibilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155Templabilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155

BLOQUE 2. Maquinabilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156Punto 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156Propiedades del material a mecanizar . . . . . . . . . . 157

Dureza y resistencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157Ductibilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157Conductividad trmica . . . . . . . . . . . . . . . . . 157Inclusiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158Materiales duros/endurecidos . . . . . . . . . . . 158Aditivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158Estructura del material . . . . . . . . . . . . . . . . . 158Condiciones de la pieza a mecanizar . . . . . . 159Estado superficial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159Elementos de la aleacin . . . . . . . . . . . . . . . 159

Propiedades y caractersticas relacionadasque afectan al mecanizado2

Materiales utilizados en fabricacinmecnica1

ITES-PARANINFOVI

IIndice

VII ITES-PARANINFO

IIndiceBLOQUE 3. Referencias para el... . . . . . . . . . . . . . . . . . 160

Mecanizado del acero inoxidable . . . . . . . . . . . . . . 160Mecanizado de la fundicin . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161Mecanizado del aluminio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163Mecanizado de aleaciones termo-resistentes . . . . . 163Mecanizado de metales refractarios . . . . . . . . . . . . 164Mecanizado del titanio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164

Mecanizado de composites . . . . . . . . . . . 164

. . . 167

BLOQUE 1. Planteamientos generales . . . . . . . . . . . . . 169Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169Requisitos del utillaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169

Requisitos tcnicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169Requisitos econmicos . . . . . . . . . . . . . . . . . 170Requisitos ergonmicos . . . . . . . . . . . . . . . . 170

Funciones del utillaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171Referencia espacial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171Sujecin y soporte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172

Tipos de utillajes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173Utillaje especfico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173Utillaje modular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173

BLOQUE 2. Criterios para el diseo de utillajes . . . . . 174Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174Relaciones de tolerancia geomtrica . . . . . . . . . . . 174Superficies de apoyo, de partida y de referencia . . 175

Sistemas de referencias . . . . . . . . . . . . . . . . 175Eleccin de las referencias . . . . . . . . . . . . . . 176Apoyos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177

Deformaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177Deformaciones mecnicas . . . . . . . . . . . . . . 178Esfuerzo de corte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179Deformaciones por temperatura . . . . . . . . . . 180

Consideraciones para la realizacin de los utillajes 181Precisin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181Simplificacin del trabajo . . . . . . . . . . . . . . 182

Dibujos de utillajes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184BLOQUE 3. Diseo de utillajes especficos . . . . . . . . . 184

Concepcin y estudio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184Mtodo a utilizar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185Eleccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185

Posicionamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186Puntos de apoyo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187Aplicaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189

Aprietes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189Comprobaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190Simplificacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190Tipos de apriete . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191

Espirales y excntricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193Espiral de Arqumedes . . . . . . . . . . . . . . . . . 193Espiral logartmica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194Excntrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194Irreversibilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194

Guiado de herramientas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195Guas para el taladrado y para el mandrinado 195Guas de mandrinado . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197Guas para el fresado y cepillado . . . . . . . . . 197

Bases para utillajes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198Tipos de bases de utillajes . . . . . . . . . . . . . . 198Construccin de bases de utillajes . . . . . . . . 198

Construccin en acero laminado soldado . . 199Transporte, manipulacin y fijacin . . . . . . 199

Utillajes expansibles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200Pinzas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201Dispositivos con pinzas . . . . . . . . . . . . . . . . 201

Esquemas de fijaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202BLOQUE 4. Diseo de utillajes modulares . . . . . . . . . . 203

Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203Determinacin de atadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203

Factores tcnicos y econmicos en la determinacin de las atadas . . . . . . . . . . . . . 204Direcciones de mecanizado . . . . . . . . . . . . . 204Configuracin de la mquina . . . . . . . . . . . . 205

Estudio y concepcin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205Posicionadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205Amarres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206Soportes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206

Configuracin del posicionamiento . . . . . . . . . . . . 206Determinacin de los planos 3-2-1 . . . . . . . 207Configuraciones con agujeros . . . . . . . . . . . 209Configuraciones con cilindros . . . . . . . . . . . 209Un elemento en V y 4 posicionadores . . . . . 210Determinacin de los cuatro posicionadores 210Dos elementos en V y 2 posicionadores . . . 212Dos elementos en V y 3 posicionadores . . . 213Colocacin de posicionadores . . . . . . . . . . . 213

Puntos de amarre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215Elementos en V para amarre . . . . . . . . . . . . 215Pasadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215Amarres con contacto estriado . . . . . . . . . . . 215

Puntos de soporte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216Diseo del utillaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216

BLOQUE 5. Elementos comerciales . . . . . . . . . . . . . . . 216Bases, escuadras y secciones . . . . . . . . . . . . . . . . . 217Tornillera y arandelas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218Levas y excntricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220Bridas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221Apoyos regulables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221

BLOQUE 6. Tablas... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223Tolerancias (dimensionales), Ajustes y Acabadossuperficiales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223

. . . . . . . . . . . . . . 231

Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232Consejos generales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232BLOQUE 1. Recomendaciones generales . . . . . . . . . . . 233

Orden y limpieza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233Manejo de cargas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233Incendios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234Riesgo elctrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234Manejo de productos qumicos . . . . . . . . . . . . . . . 234Manejo de mquinas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235Manejo de herramientas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235Equipo individual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236Pantallas de datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236Estrs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237Actuacin en accidentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237

BLOQUE 2. Recomendaciones concretas . . . . . . . . . . . 238Taller de fundicin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238

Seguridad en el trabajo4

Elementos para la sujecin de piezas3

Tornos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238Fresadoras y cepillos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239

Fresadoras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239Cepillos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239

Taladradoras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240Herramientas de corte y broca . . . . . . . . . . . . . . . . 240Herramientas auxiliares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240Trabajos en banco de ajuste . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241Electroesmeriladoras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242Forjado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242Soldaduras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242

BLOQUE 3. Reglamento de seguridad en mquinas . . 243Extracto del Anexo relacin de maquinaria . . . . 251

. . . . . . . . 253

Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254BLOQUE 1. Formacin de la viruta . . . . . . . . . . . . . . . 255

Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255Planteamientos generales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257

ngulo de desprendimiento () . . . . . . . . . . 258ngulo de incidencia () . . . . . . . . . . . . . . . 259Condiciones de corte . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259Modelo de corte ortogonal . . . . . . . . . . . . . . 260

Formacin real de viruta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260Desgastes de las herramientas . . . . . . . . . . . . . . . . 261

Indicadores de los desgastes . . . . . . . . . . . . 265BLOQUE 2. Operaciones de torneado . . . . . . . . . . . . . . 265

Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265Cilindrado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266

Operaciones que se realizan en el torno . . . 266Sujecin de las piezas . . . . . . . . . . . . . . . . . 267Parmetros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267

BLOQUE 3. Operaciones de taladrado . . . . . . . . . . . . . 268Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268

Taladrado con brocas helicoidales . . . . . . . . 268Operaciones relacionadas con el taladrado . 269

BLOQUE 4. Operaciones de fresado . . . . . . . . . . . . . . . 269Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269

Tipos de operaciones de fresado . . . . . . . . . 269Fresado perifrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270Fresado frontal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271Operaciones en centros de mecanizado . . . . 271

BLOQUE 5. Operaciones de cepillado, brochado y aserrado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272

Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272Brochado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272Aserrado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272

BLOQUE 6. Operaciones de rectificado y acabado . . . 273Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273

Consideraciones para la ejecucin del rectificado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274Fluidos para el rectificado . . . . . . . . . . . . . . 274Otras operaciones con esmeril . . . . . . . . . . . 274

. . . . . . . . . . . . . . . . . 277

BLOQUE 1. Herramientas para las operaciones de mecanizado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278

Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278

Materiales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278Acero rpido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280

Acero rpido micrograno . . . . . . . . . . . . . . . 280Caractersticas y seleccin de los acerosrpidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280Caractersticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281

Metal duro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281Fabricacin del metal duro para herramientasde corte (plaquitas) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281Clasificacin de los metales duros paraherramientas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283

Metal duro recubierto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287Cermet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288Cermicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288Nitruro de boro cbico (CBN) . . . . . . . . . . . . . . . . 291Diamante policristalino (PCD) . . . . . . . . . . . . . . . . 292Recubrimientos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292PVD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292

Evaporacin al vaco . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293Bombardeo con partculas atmicas (sputtering) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293Recubrimiento inico . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293

CVD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294Proceso QQC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295

BLOQUE 2. Seleccin de herramientas . . . . . . . . . . . . 296Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296Formas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296

Piezas rotativas y fijas . . . . . . . . . . . . . . . . . 296Operaciones de generacin y de formacin . 296

Tolerancias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297Acabado superficial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298

Factores geomtricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298Factores del material de la pieza . . . . . . . . . 299Factores de vibracin y de la mquinaherramienta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300

Formacin de la viruta y ngulo de posicin . . . . . 300ngulo de posicin (o de ataque) . . . . . . . . 300

Factores a considerar para la seleccin . . . . . . . . . 301Pauta para la seleccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301

Desarrollo de la secuencia/pauta . . . . . . . . . 302BLOQUE 3. Herramientas para operaciones de torneado 305

Herramientas para el mecanizado exterior . . . . . . . 305BLOQUE 4. Herramientas para operaciones de fresado 334

Fresas enteras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334Tipos de mango para fresas frontales . . . . . . . . . . . 334

Fresas frontales con mango cilndrico . . . . . 335Fresado de chaveteros rectos . . . . . . . . . . . . . . . . . 337Fresado de chaveteros redondos (Woodruff) . . . . . 338Fresado de ranuras en T . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338Fresas angulares y cncavas . . . . . . . . . . . . . . . . . 339Fresas cnicas para matricera . . . . . . . . . . . . . . . . 339Fresado de roscas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339Fresas frontales con mango cnico . . . . . . . . . . . . 340Fresas cilndricas y de disco . . . . . . . . . . . . . . . . . 341Fresas de plaquitas intercambiables . . . . . . . . . . . . 344

Fresado frontal y/o combinado . . . . . . . . . . 345Ranurado (fresas de disco) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348Muestra de plaquitas empleadas en el fresadocombinado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349Muestra de plaquitas empleadas en el fresadofrontal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350

BLOQUE 5. Herramientas para operaciones de taladrado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350

Brocas helicoidales con mango cilndrico . . . . . . . 351

Herramientas (arranque de viruta)6

Caractersticas del mecanizado5

ITES-PARANINFOVIII

II ndice

IX ITES-PARANINFO

IIndiceBrocas helicoidales con mango cnico . . . . . . . . . 352Brocas bidiametrales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353Brocas escariadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353Brocas de centrar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353Brocas de plaquita intercambiable . . . . . . . . . . . . . 356Brocas espada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357Escariadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357Avellanadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358Extractores de tornillos rotos . . . . . . . . . . . . . . . . . 360

BLOQUE 6. Herramientas para operaciones de roscado . 361BLOQUE 7. Identificacin ISO de las herramientas . . . 364

Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364Sistema de identificacin ISO de plaquitasintercambiables para operaciones de torneado,fresado, taladrado y mandrinado . . . . . . . . . . . 366Sistema de identificacin ISO paraportaherramientas de exteriores y barras de mandrinar de plaquita intercambiable . . . 367Sistema de identificacin ISO para herramientas de fresado de plaquita intercambiable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368Sistema de identificacin ISO para acoplamientos cnicos y cilndricos, y adaptadores para herramientas rotativas deplaquita intercambiable . . . . . . . . . . . . . . . . 369Sistema de identificacin ISO para cabezasde taladrar/mandrinar de plaquita intercambiable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370Sistema de identificacin ISO para cartuchosde plaquita intercambiable . . . . . . . . . . . . . . 371Sistema de identificacin ISO para plaquitasde roscado intercambiables . . . . . . . . . . . . . 372Sistema de identificacin ISO para brocasde plaquita intercambiable . . . . . . . . . . . . . . 373Herramientas ISO con plaquita de metalduro soldada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374

. . . . . . . . . . . . . . . 375

Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376BLOQUE 1. Ejercicios para la manipulacin de las mquinas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377

Ejercicio combinado 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377Ejercicio combinado 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378Hoja de proceso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 379

. . . . . . . . 381

Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383Visin general del conformado . . . . . . . . . . . . . . . 383

Procesos de deformacin volumtrica . . . . . 383Procesos de conformado mecnico . . . . . . . 383

BLOQUE 1. Laminado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384Conceptos bsicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385Laminado plano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385Laminado de perfiles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 386Otras operaciones de laminado . . . . . . . . . . . . . . . 386

Laminado de anillos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 386

Laminado de roscas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 386Laminado de ruedas dentadas . . . . . . . . . . . 387Perforado de rodillos . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387

BLOQUE 2. Forjado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387Forjado con matriz abierta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 388Forjado con matriz cerrada . . . . . . . . . . . . . . . . . . 389Forjado sin rebaba . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 389Otras operaciones de forja y operaciones relacionadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 390

Estampado con forja y forjado radial . . . . . 390Forjado con rodillos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391Forjado orbital . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391Punzonado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391Forjado isotrmico con estampa caliente . . . 392Recortado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392

BLOQUE 3. Extrusin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392Tipos de extrusin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392

Extrusin directa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392Extrusin inversa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393Extrusin en fro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393Extrusin en caliente . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393Proceso continuo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394Proceso discrecional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394

Otros procesos de extrusin . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394Extrusin por impacto . . . . . . . . . . . . . . . . . 394Extrusin hidrosttica . . . . . . . . . . . . . . . . . 394

Defectos en productos extruidos . . . . . . . . . . . . . . 395Reventado central . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395Tubificado (bolsa de contraccin) . . . . . . . . 395Agrietado superficial . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395

BLOQUE 4. Estirado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395Prctica del estirado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395Estirado de tubos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 396

BLOQUE 5. Conformado mecnico de lminas metlicas 396Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 396Operaciones de corte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 397

Cizallado, punzonado y perforado . . . . . . . . 397Anlisis del corte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 397

Juego o claro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398Fuerzas de corte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398

Otras operaciones de corte de lminas metlicas . . 398Corte en trozos y partido . . . . . . . . . . . . . . . 398Ranurado, perforado mltiple, muescado ysemi-muescado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 399Recorte, rasurado y punzonado fino . . . . . . 399

BLOQUE 6. Operaciones de doblado . . . . . . . . . . . . . . 399Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 399Doblado en V y doblado de bordes . . . . . . . . . . . . 399Anlisis del doblado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400

Tolerancia de doblado . . . . . . . . . . . . . . . . . 400Recuperacin elstica . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400Fuerza necesaria para el doblado . . . . . . . . . 400

Otras operaciones de doblado y operacionesrelacionadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400

Refuerzo, doblez, engrapado y rebordeado . 400Operaciones mixtas de doblado . . . . . . . . . . 401

BLOQUE 7. Embutido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401Mecnica del embutido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401Otras operaciones de embutido . . . . . . . . . . . . . . . 402

Caractersticas del conformado8

Manipulacin de las mquinas-herramienta7

Reembutido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402Embutido de formas no cilndricas . . . . . . . 403Embutido sin sujecin . . . . . . . . . . . . . . . . . 403Defectos en el embutido . . . . . . . . . . . . . . . 403

BLOQUE 8. Otras operaciones de conformado de lminas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403

Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403Operaciones realizadas con herramientas metlicas 404

Planchado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404Acuado y estampado . . . . . . . . . . . . . . . . . 404Despegado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404Torcido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404

Operaciones realizadas con herramientas flexibles 404Cojn elstico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404Punzn elstico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405Hidroformado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405

BLOQUE 9. Operaciones no realizadas en prensa . . . . 405Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405Reestirado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405Doblado y conformado con rodillos . . . . . . . . . . . 406

Conformado con rodillos . . . . . . . . . . . . . . . 406Repulsado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 406

Repulsado convencional . . . . . . . . . . . . . . . 406Repulsado cortante . . . . . . . . . . . . . . . . . . 407Repulsado de tubos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 407

Conformado por alta velocidad energtica . . . . . . 407Conformado por explosin . . . . . . . . . . . . . 407Conformado electro-hidrulico . . . . . . . . . . 408Conformado electromagntico . . . . . . . . . . . 408

BLOQUE 10. Doblado de tubos . . . . . . . . . . . . . . . . . . 408

. . . . . 411

BLOQUE 1. Herramental para el conformado de deformacin volumtrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 412

Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 412Laminado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 412

Laminadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 412Laminadores de desbaste . . . . . . . . . . . . . . . 413Laminador de palastro (slabbing) . . . . . . . . 414Trenes de laminado de perfiles . . . . . . . . . . 414Trenes de laminado de planchas . . . . . . . . . 414Laminadores oblicuos . . . . . . . . . . . . . . . . . 415Laminadores especiales . . . . . . . . . . . . . . . . 415

Forjado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415Martinete de forja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415Prensas de forjado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416Matrices de forjado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 417

Extrusin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 418Estirado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 419

Matrices de estirado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 419Preparacin del material . . . . . . . . . . . . . . . 419

BLOQUE 2. Herramental para el conformado mecnicode lminas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 420

Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 420Matrices y prensas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 420Tipos de troquel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 420

Troqueles simples de corte . . . . . . . . . . . . . 420Troqueles con gua de punzones fija a la matriz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 421Troqueles de corte coaxial . . . . . . . . . . . . . . 422

Troqueles simultneos al aire . . . . . . . . . . . 423Troqueles para cortes horizontales o inclinados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 424Troqueles con punzn flexible . . . . . . . . . . . 425Posicin del mango en los troqueles . . . . . . 425

Componentes de un troquel . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425Mangos portapunzones y sujecin a la prensa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425Placa freno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425Punzones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 426Sistemas de fijacin de los punzones:placa portapunzones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 427Disposicin de los punzones en la placa . . . 428Eleccin del sistema de fijacin de los punzones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 428Placa matriz: tipos y ngulos de salida . . . . 428Sujecin de la placa matriz: bases normalizadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 430Placa de gua de punzones . . . . . . . . . . . . . . 431Guas laterales de la chapa . . . . . . . . . . . . . . 431Dispositivos de retencin y fijacin del pasode la banda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 432Formas y detalles constructivos de los troqueles coaxiales y simultneos al aire . . . 435Elementos de otros tipos de troqueles . . . . . 439

Doblado y curvado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 439Variantes del doblado y curvado . . . . . . . . . 439Radio mnimo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 440Algunas observaciones generales sobre eldoblado y curvado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 440Tipos de dobladores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 441Observaciones generales sobre los rganos de los dobladores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 441Troqueles simples de doblar . . . . . . . . . . . . 441Troqueles con expulsores o sujetadores . . . 442Troqueles de doblar con piezas matricesgiratorias o basculantes . . . . . . . . . . . . . . . . 443Troqueles de doblar con piezas matrices deslizantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443Troqueles de doblar con punzn de dobleo mltiple efecto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 444Otros tipos de dobladores . . . . . . . . . . . . . . 444Alimentacin y expulsin de las piezas enlos dobladores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 444Troqueles mixtos de doblar y cortar . . . . . . 445

Prensas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 445Clasificacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 445Prensas mecnicas de excntrica . . . . . . . . . 445Prensas de husillo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447Prensas hidrulicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447Cojn hidroneumtico . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447Alimentacin de las prensas y expulsin de la pieza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 448Sistemas de seguridad . . . . . . . . . . . . . . . . . 448

. . . . . . . . 451

BLOQUE 1. Componentes soporte y desplazables . . . . 452Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 452Componentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 452Bancadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 452

Solidez . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 452

Medios internos y externos delas mquinas herramienta10

Herramientas para el conformado9

ITES-PARANINFOX

IIndice

XI ITES-PARANINFO

IIndiceEstabilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453Materiales y formas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453

Guas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453Guas deslizantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453Material y construccin de las guas deslizantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454Guas de rodadura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454Ajuste del juego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454Bloqueo de los carros . . . . . . . . . . . . . . . . . . 455Proteccin de las guas . . . . . . . . . . . . . . . . 455

BLOQUE 2. Componentes de potencia y transmisin . . . 455Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 455

Motores elctricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 455Arranque de motores . . . . . . . . . . . . . . . . . . 456Frenado de motores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 456Uso de los motores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 456Motores neumticos e hidrulicos . . . . . . . . 457

Transmisin del movimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . 457Acoplamientos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 457Transmisin simple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 457Transmisin compuesta . . . . . . . . . . . . . . . . 457Inversin del sentido de giro . . . . . . . . . . . . 458Cambio de velocidad por engranajes . . . . . . 459Cajas de engranajes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 460Ejes o husillos principales . . . . . . . . . . . . . . 461Esfuerzos que soporta el husillo del cabezal 461Reduccin de las deformaciones del husillo 462Rodamientos y cojinetes de friccin . . . . . . 462Mecanismos de avance . . . . . . . . . . . . . . . . 462Medida de los desplazamientos . . . . . . . . . . 463Indicadores de posicin . . . . . . . . . . . . . . . . 465Cadena cinemtica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466

BLOQUE 3. Componentes de mando y anexos . . . . . . 466Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466

Mando elctrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466Elementos de accionamiento . . . . . . . . . . . . 466Elementos de sealizacin . . . . . . . . . . . . . . 467

Redes de engrase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 467Sistemas de refrigeracin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 468

. . 469

BLOQUE 1. Verificacin de las mquinas-herramienta 470Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 470Normas para consulta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 470Consideraciones generales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 470Tolerancias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 470

Subdivisin de las tolerancias . . . . . . . . . . . 470Estado de la mquina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 471Pruebas prcticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472Verificaciones geomtricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472

Rectitud . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472Planicidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 473Paralelismo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 474Equidistancia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 475Coincidencia o alineacin . . . . . . . . . . . . . . 475Perpendicularidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 476Rotacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 478

Controles especiales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 480Divisin. Definicin de los errores . . . . . . . 480

Repetibilidad de los mecanismos de divisinangular con enclavamiento (por ejemplo,torretas) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 480Interseccin de ejes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 480

Instrumentos de verificacin . . . . . . . . . . . . . . . . . 481Reglas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 481Mandrinos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 482Escuadras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 484Niveles de precisin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 485

BLOQUE 2. Pautas para la verificacin de las mquinas-herramienta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 485

Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 485Tornos paralelos de uso general . . . . . . . . . . . . . . . 485Precisiones complementarias relativas a la rectitudde las guas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493

Verificacin geomtrica . . . . . . . . . . . . . . . . 493Fresadoras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493Rectificadora cilndrica de exteriores . . . . . . . . . . 510Placas (mesas) porta-piezas . . . . . . . . . . . . . . . . . . 517

Montaje y utilizacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . 517

. . . . 521

BLOQUE 1. Mantenimiento de mquinas y equipos . . 522Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 522Etapas del mantenimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 522Tipos de mantenimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 523

Mantenimientos: Preventivo, Correctivo, deMejora, Predictivo... . . . . . . . . . . . . . . . . . . 523

Grados de intervencin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 524BLOQUE 2. Automantenimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . 525

Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 525Tareas a desarrollar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 525

Mecnica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 525Herramental y tiles de medicin . . . . . . . . 526Circuitos hidrulicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . 526Circuitos de engrase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 526Circuitos elctricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 527Circuitos neumticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . 527Equipos de manutencin y de alimentacin 527Limpieza en general . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 528

Incidencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 528Fichas tiles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 530

BLOQUE 3. Gestin del mantenimiento . . . . . . . . . . . . 533Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 533Planteamiento de TPM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 533

Poltica de la empresa . . . . . . . . . . . . . . . . . 533Puntos bsicos de actuacin . . . . . . . . . . . . . 533Mantenimiento de averas . . . . . . . . . . . . . . 533Mantenimiento preventivo . . . . . . . . . . . . . . 534Mantenimiento productivo . . . . . . . . . . . . . . 535Control de herramientas de mantenimiento . 536

Dinmica del TPM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 536Crculos de calidad TPM . . . . . . . . . . . . . . . 536Sugerencias TPM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 536Lemas TPM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 536

Bibliografa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 537

Mantenimiento bsico y su gestin12

Regulacin de los elementos mvilesde las mquinas-herramienta11

XIII ITES-PARANINFO

Esta -nuestra primera obra- est realizada respetando elmodelo curricular marcado por el Ministerio de Educacin yCiencia, estructurada en cuatro bloques:

Preparacin para la fabricacin.Fabricacin con arranque de viruta.Fabricacin sin arranque de viruta.Mantenimiento.

Hemos tratado que el equilibrio en cuanto al desarrollo delos temas, sea el adecuado contemplando la poca cantidad dehoras disponibles en el currculo para la imparticin de unmdulo tan completo, pues no hay que olvidar que en ste sematerializan muchos de los contenidos del resto de mdulosque forman parte del ciclo formativo.

El desarrollo de los temas se presenta en captulos, agrupa-dos en los cuatro bloques antes mencionados -resultado de laexperiencia docente a lo largo de los aos, en los que, par-tiendo de unos criterios pedaggicos, se plantean primero losobjetivos de cada uno de ellos y luego los contenidos, sepa-rando claramente los de tipo procedimental, conceptual y acti-tudinal; todo ello plasmado en la programacin facilitada alprofesorado.

Precisamente esta estructura es la que hace que este librotambin sea interesante para el profesorado, puesto que le

ayuda a organizar los temas de forma ordenada, entrelazandode forma prctica los diferentes conceptos que se ven y con uncriterio racional en cuanto a la temporalidad de los mismos.Dado el enfoque predominantemente prctico, resultar degran ayuda a la hora de completar, ampliar y reforzar explica-ciones dadas por ellos mismos con ejemplos y planteamientosreales que se dan en los talleres y fbricas.

Hemos querido presentar las nuevas tendencias en cuantoa maquinaria y herramental para mecanizado con arranque deviruta, puesto que entendemos que no es bueno que el alum-nado no conozca ms de cerca estos equipos, que no son otrosque aquellos con los que se est produciendo en los talleresactuales.

Entendemos que se ha concretado en las exposiciones delos temas, apartndonos de divagaciones y dndoles sentidoprctico y concreto. Cabe recordar que el destinatario de estetrabajo es el alumnado que se inicia en la Produccin pormecanizado, para que tenga una base slida donde afianzarsey poder profundizar ms adelante.

Veremos cumplido nuestro deseo si este trabajo es de utili-dad para el profesorado que imparte el mdulo, y si para elalumnado es un punto de partida satisfactorio para su desa-rrollo profesional.

PrlogoPrlogo

00Introduccin a las mquinas herramientasIntroduccin a las mquinas herramientasIntroduccinAlgo de historia...

BLOQUE 1. Mquinas herramientas

Introduccin.Clasificacin.Movimiento de corte rectilneo.Movimiento de corte circular (o rotativo).

BLOQUE 2. Mquinas herramientas con movimiento de corte rectilneo

Cepilladora (cepillo de puente).Limadora.Sierra alternativa/cinta.Mortajadora.Brochadora.Talladora de ruedas dentadas.

BLOQUE 3. Mquinas herramientas con movimiento de corte rotativo

Torno.Taladradora.Fresadora.Mandrinadora.Rectificadora.Centro de mecanizado.Roscadora.Sierra circular.Afiladora.Talladora de ruedas dentadas.

BLOQUE 4. Mquinas herramientas para mecanizados especiales

IntroduccinMecanizado mecnico:

Ultrasonido.Chorro de agua.Chorro de agua abrasivo.Chorro de gas abrasivo.

Mecanizado electroqumico.Mecanizado trmico:

Electroerosin.Haz de electrones.Lser.Plasma.Oxicorte.

Mecanizado qumico.

ContenidoContenido

Para tomar un punto de referencia, vale la pena que definamos primero lo que enten-demos por mecanizado:

Operacin/es que consiste/n en dar forma o acabado a una pieza mediante un proceso queimplica una prdida de material, utilizando una herramienta de corte u otros procedimientos.

Tambin podemos constatar que en algunos sectores industriales, el conformado tam-bin es considerado como mecanizado.

Entre los procesos mecnicos que implican el arranque de material se pueden incluir:aserrado, taladrado, torneado, fresado, mortajado, brochado, cepillado, etc., como proce-dimientos en los que el arranque de viruta se produce a travs de los filos -determinadosgeomtricamente- de la herramienta, y rectificado, esmerilado, electroerosin, bruido ylser, como procesos con filos no determinados.

El mecanizado por arranque de viruta es parte relevante de muchos procesos en la pro-duccin de una amplia gama de elementos, que forman parte de: motores, maquinaria,herramientas, utillajes, vehculos, recambios, etc.

El mecanizado de una pieza consta de una sucesin de operaciones, definidas por elproceso de mecanizado necesario y que engloba de forma detallada, todas las transfor-maciones que debe sufrir sta hasta su acabado final.

Para ello, utilizamos -generalmente- las mquinas herramientas, aunque tambin exis-ten herramientas adecuadas para realizar algunos procesos manualmente: limas, arcos desierra, cinceles, buriles, escariadores, terrajas y machos de roscar a mano, etc.

Las mquinas herramientas destinadas al mecanizado han de cumplir varias condiciones:

exactitud en su fabricacin: precisin en los elementos constructivos de la mquina; exactitud en el trabajo: determina la realizacin y capacidad de repeticin de las pie-zas fabricadas; seguridad de funcionamiento: para noperturbar la marcha del proceso demecanizado;proteccin en el trabajo: salvaguarda alos operarios contra accidentes.

Las mquinas herramientas pueden traba-jar con o sin arranque de viruta -por defor-macin (conformado) o por corte-. Si man-tenemos la definicin de mecanizado, cabeconvenir que las primeras son las mquinasherramientas por excelencia.

IntroduccinIntroduccin

Algo de Historia...Las mquinas herramientas modernas datan de 1775, ao

en el que el inventor britnico John Wilkinson construy enlos talleres metalrgicos de Bersham, una taladradora hori-zontal que permita conseguir superficies cilndricas interio-res. Hacia 1794 Henry Maudslay desarroll el primer tornomecnico, que patent en 1797.

Hacia 1800 Maudslay construy un torno pensado princi-palmente para tallar tornillos.

Una de las mquinas (cepilladora) de Whitworth.

Ms adelante, Sir Joseph Whitworth, que en 1835 patentun torno de plato, aceler la expansin de las mquinas de Wil-kinson y de Maudslay al desarrollar otras mquinas, instru-mentos que permitan una precisin de una millonsima depulgada (0,0000254 milmetros), unificar el perfil de las roscasy los pasos de los tornillos, etc. Sus trabajos tuvieron gran rele-vancia ya que se necesitaban mtodos precisos de medida parala fabricacin de productos hechos con piezas intercambiables.

Las primeras pruebas de fabricacin de piezas intercam-biables se dieron al mismo tiempo en el Viejo y Nuevo Con-tinente. Estos experimentos se basaban en el uso de calibresde catalogacin, con los que las piezas se podan clasificar endimensiones prcticamente idnticas.

Fresadora de Whitney.

El primer sistema de verdadera produccin en serie fue crea-do por el inventor estadounidense Eli Whitney, quien consigui

en 1798 un contrato del gobierno para producir 10.000 mosque-tes hechos con piezas intercambiables.

All por 1843, para sustituir las piedras de arenisca, enPars se fabric la primera muela artificial.

Inicialmente para el rectificado de piezas cilndricas se uti-lizaba el torno, acoplando en su carro longitudinal un cabezalporta-muelas (de rectificar). En 1870, Brown&Sharpe fabricy comercializ la primera rectificadora universal, que no fuetal hasta que en 1880 se le aadi el dispositivo para el recti-ficado interior, y ese mismo ao, construy una pequea rec-tificadora de superficies planas para piezas pequeas; y en1887, una rectificadora puente para piezas grandes. El verda-dero desarrollo del rectificado de produccin con herramien-tas abrasivas no se inici hasta finales del siglo XIX. Dos cir-cunstancias favorecieron este desarrollo:

la exigencia de la industria del automvil que solicitapiezas de acero templado y acabadas con un alto gradode calidad y,

el descubrimiento, en 1891, por parte de Edward Goo-drich Acheson, del carburo de silicio, carborundum.

El descubrimiento de Acheson permiti disponer de unaherramienta importante para poder desarrollar grandes veloci-dades de corte, lo que condujo a la construccin de mquinasms potentes y precisas capaces de cubrir las exigencias decalidad.

A finales del siglo XIX, la empresa inglesa Churchill y lasamericanas Norton, Landis, Blanchar, Cincinnati, etc., yahaban desarrollado prcticamente todos los tipos de rectifica-doras, con la tecnologa de la poca.

A principios del siglo XX, aparecieron mquinas herramien-tas ms grandes y de mayor precisin. A partir de 1920 estasmquinas se especializaron y entre 1930 y 1950 se desarrollaronmquinas ms potentes y rgidas que aprovechaban los nuevosmateriales de corte desarrollados en aquel momento.

Estas mquinas especializadas permitan fabricar produc-tos estandarizados con un coste bajo, utilizando mano de obrasin cualificacin especial. Sin embargo, carecan de flexibili-dad y no se podan emplear para varios productos ni paravariaciones en los estndares de fabricacin.

Para solucionar este problema, las diversas ingenieras queintervienen en el diseo y construccin de maquinaria, se handedicado durante las ltimas dcadas a disear mquinasherramientas muy verstiles y precisas, controladas por orde-nadores, que permiten fabricar de forma asequible piezas ycomponentes con un alto ndice de complejidad.

Este nuevo tipo de mquinas actualmente se utiliza entodos los sectores de la produccin.

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00Introduccin a las mquinas herramientas

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Bloque 1. Mquinas herramientas

IntroduccinActualmente el concepto de mquina herramienta es mucho

ms amplio y especializado que hace unos aos. Los procesoscada vez estn ms automatizados, y esto requiere el contactodirecto con nuevas tecnologas, cada vez ms complejas y quesuponen un fuerte desafo para el profesional mecnico.

Por tanto, es evidente que debemos familiarizarnos ense-guida con las nuevas mquinas e ir abandonando, hasta cierto

punto -claro est-, la clasificacin convencional de aqullas-torno, fresadora, limadora...- por designaciones y conoci-mientos ms precisos que definan mejor la complejidad de lasmquinas herramientas actuales.

ClasificacinPara empezar a tomar referencias, creemos oportuno esta-

blecer una primera clasificacin -general- de las mquinasherramientas, estructurada en cuatro grandes grupos segn eltipo de produccin a la que se destinan:

Y en funcin del movimiento de corte de las mismas, establecemos la siguiente clasificacin:

En esta clasificacin aparecen la gran mayora de tipos de mquinas herramientas que cubren el espectro general del mecanizado.

Adecuadas para la ejecucin de mecanizados de tipo general con variadas caractersticas. Correspondena este grupo las conocidas como clsicas: torno paralelo, fresadora universal, taladradora de columna,sierra alternativa, limadora o cepillo, etc.

Convencionales.

Las destinadas al mecanizado de piezas determinadas o procesos concretos que exigen peculiaridades espe-cficas a la mquina: brochadoras, talladoras de ruedas dentadas (engranajes), fresadora-punteadora, etc.Hoy por hoy, su grado de automatizacin es alto.

Especficas.

Limadora o CepilloSierra alternativaMortajadoraBrochadoraTalladora de ruedas dentadas

{{

{{{{{

{

Cepilladora o Cepillo de puente

TornoRoscadora

TaladradoraSierra circularRoscadoraFresadoraRectificadoraAfiladoraMandrinadoraPunteadoraTalladora de ruedas dentadasCentro de mecanizado

Arco de plasmaLserChorro de aguaElectroqumicoUltrasonidosHaz de electrones...

Mquinaspara

mecanizadosespeciales

De la herramienta

De la pieza

De la herramienta

De la pieza

Movimiento de corterectilneo

Movimiento de cortecircularMquinas

herramientas

Proyectadas para el mecanizado de grandes series de un solo tipo de pieza, disponen en la mayora delas ocasiones de un grado de automatizacin total: transfer. En la actualidad, puesto que su coste es muy elevado, la tendencia en este tipo de mquinas deriva hacialas clulas de fabricacin flexible, que permiten su aplicacin para -prcticamente- todo tipo de piezas.

Especiales.

Utilizadas para el mecanizado de medianas o grandes series de piezas o familias de piezas. Estn disea-das y construidas con un nivel muy elevado de automatizacin: fresadoras de ciclos, tornos automticosmono y multihusillos, etc. Con caractersticas propias, absoluta y totalmente originales, estn las mquinas de control numrico, quehasta no hace mucho estaban consideradas como una variante de este grupo, pero actualmente con unpeso muy importante dentro de l.

Automticas.

Movimiento de corte rectilneoEntendemos por movimiento de corte rectilneo el que,

independientemente de la forma de la herramienta, se produ-ce en una trayectoria recta.

Puesto que para que se produzca el arranque de viruta sonnecesarios al menos dos movimientos: el de corte y el deavance, en unos casos el de corte lo describe la herramienta yen otros la pieza, tal como hemos visto en la clasificacinanterior.

As pues, cuando el movimiento de corte lo describe lapieza a mecanizar, los movimientos auxiliares de avance, enuno o varios ejes (simultneamente, o no), son realizados porla herramienta.

Cepillo puente.

Cuando el movimiento de corte lo describe la herramienta,los movimientos auxiliares de avance, en uno o varios ejes(simultneamente, o no), son realizados por la pieza.

Movimiento de corte en la limadora.

Movimiento de corte circularEntendemos por movimiento de corte circular (o rotativo)

el que, independientemente de la forma de la herramienta, seproduce en una trayectoria curva, generalmente circular.

Al igual que en el movimiento de corte rectilneo, en unos

casos el de corte lo describe la herramienta y en otros la pieza,siendo la misma aplicacin para los auxiliares.

De la herramienta (fresadora).

De la pieza (torno).

Bloque 2. Mquinas herramientascon movimiento de corte rectilneo

Cepilladora (Cepillo de puente)El cepillado es un procedimiento de mecanizado por arran-

que de viruta en el que el movimiento de corte es rectilneoalternativo, producido por una herramienta o por la propiapieza.

Si es la pieza la que tiene el movimiento de corte, estamoshablando de una cepilladora o cepillo de puente (segundafigura de la pgina siguiente). Si es la herramienta, estaramoshablando de una limadora (primera figura de la pginasiguiente, tambin denominada cepillo), y si es en posicinvertical estaramos hablando de una mortajadora.

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Corte

Avance

Movimientode corte

Movimientode corte

El movimiento de corte se divide en dos fases claramentediferenciadas: carrera de trabajo y carrera de retroceso.

Durante la carrera de trabajo, la mesa debe acelerarsehasta alcanzar la velocidad de trabajo vt y despus frenarsehasta parar. La carrera de retroceso empieza con velocidadinicial 0 hasta llegar a la velocidad vr, que se mantiene hastael ltimo tramo, donde empieza a frenar hasta parar.

Para que el tiempo empleado en la carrera de retroceso seael mnimo, ya que se efecta en vaco (que durante la mismala herramienta no produce viruta), suele aplicarse vr > vt. Paraello estipulamos:

vr = k . vtEvidentemente k no puede tener cualquier valor. La razn

es que est limitado por las fuerzas de inercia que producen laaceleracin y frenado de las masas (conjunto de la mesa, pieza,etc.). Como punto de referencia suele tomarse k < 3, para con-

seguir un accionamiento eficaz y poder establecer mayor uni-formidad en la aceleracin y deceleracin de la mesa.

Esta limitacin de la velocidad suele suponer un inconve-niente productivo en el rendimiento de la mquina, lo quedetermina claramente que esta mquina no es adecuada parapiezas pequeas.

Cepillado de una pieza mediante herramientas montadas en dos cabezales distintos.

Actualmente, los planteamientos productivos (ingenieradel corte, materiales y geometras a mecanizar, capacidad deproceso, rendimiento...) han llevado a los fabricantes demaquinaria a desarrollar una nueva mquina (aunque es unhbrido de fresadora y cepilladora) que asume en porcentajemuy alto dichos planteamientos. Para este tipo de mquina seha acuado la denominacin: Fresadora Cepillo - Puente.

La funcionalidad de estas mquinas con todo su herramen-tal, as como su precisin, dista bastante de la que en 1817Richard Roberts fabric en Inglaterra como primer cepillopuente prctico de uso industrial para planear planchas dehierro, incorporando una gua en V y la otra plana para el des-plazamiento de la mesa portapiezas.

Fresadora Cepillo-Puente.

Los trabajos caractersticos que se realizan en esta mqui-na son: planeado de superficies (horizontales, verticales einclinadas), ranurado en todas sus opciones, fresado, taladra-do y mandrinado.

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avance

avance

cortepenetracin

corte

vt

vr

t

p

a

El cabezal de fresar permite inclinar el eje de la fresa haciacualquier lado de la vertical, as como desplazar el husillo ensentido axial dentro de una camisa (normalmente para tala-drado y mandrinado).

Todo ello permite excelentes soluciones de mecanizado,puesto que no es necesario cambiar de mquina para el fresa-do, salvedad muy importante cuando tratamos con piezasvoluminosas y/o pesadas.

Tambin suele utilizarse un accesorio bastante rentable,sobre todo cuando no se requiere un grado de rectificado muyelevado y una complejidad en las formas. Se trata de un cabe-zal autnomo de rectificar, que se monta en el carro portahe-rramientas de la mquina.

Cabe aclarar que, siendo mquinas de grandes dimensionesy con el nivel tecnolgico actual, podemos encontrarnos conun sinfn de variaciones y acoplamientos puntuales. Dicho deotra manera, este tipo de mquinas prcticamente se constru-yen a medida.

Cabezal de fresar de una Fresadora-Cepillo Puente (ejemplo).

LimadoraLa necesidad de sustituir el trabajo de cincel y lima, en pie-

zas pequeas fue la razn que motiv a James Nasmyth en1836 a disear y construir la primera limadora, bautizada conel nombre de brazo de acero de Nasmyth. En 1840 Whit-worth perfeccion esta mquina, incorporando un dispositivoautomtico descendente del carro portaherramientas.

Su uso queda delimitado a superficies pequeas y media-nas, para trabajos de desbaste y medio acabado, con toleran-cias medias.

No se puede considerar una mquina de precisin, aunquetanto sta como la calidad del acabado dependen en la mayo-ra de los casos de la habilidad del operario.

Las mquinas de limar, que no se han de confundir con laslimadoras, son mquinas que se utilizaban en matricera -yadeben quedar muy pocas- y trabajos afines, cuya herramienta

era una lima a la que se le daba movimiento mecnicamente(vertical alternativo).

Esas limas podan ser limas corrientes de ajustador a lasque se les preparaba convenientemente los extremos, o bienlimas especiales que ya venan adaptadas para la mismamquina.

Sierra Alternativa/CintaCuando se requiere cortar espesores algo mayores, o gran

nmero de piezas -sea con la misma o distinta medida- evi-dentemente no es operativo hacerlo a mano. Entonces se recu-rre a la mquina que habitualmente se considera como auxiliar.

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corte

retroceso

avance

avance

Limadora.

Mquina de limar.

Sierra con movimiento alternativo.

Generalmente son cuatro los tipos de mquina utilizados:

Alternativas (figura superior),de cinta: horizontales y verticales,circulares,especiales (chorro de agua, lser...).

Las mquinas de cortar alternativas utilizan el sistema deun arco de sierra dotado de un movimiento de vaivn genera-do por un mecanismo de biela-manivela. La pieza, barra, etc.a cortar, se coloca en la bancada -habitualmente pequea-donde se ha dispuesto una mordaza para la sujecin.

La herramienta cortante es una hoja de sierra -parecida alas de serrar a mano- reforzada, de una longitud mnima de 14pulgadas (355,6 mm) y con distintos pasos:

para corte ligero: 18, 22, 32 dientes por pulgada,para corte fuerte (pesado): 8, 10, 14 dientes por pulgada.

Actualmente las sierras de cinta horizontales estn despla-zando a las alternativas por varias razones, entre otras:

mayor rendimiento,trabajar continuamente sobre el material,...

Sierra de cinta horizontal.

Estas mquinas, aunque inicialmente estaban basadas en dosgrandes volantes cuyo contorno estaba recubierto con una capa degoma (o corcho) donde se montaba la cinta de sierra, actualmen-te tienen una tecnologa ms compleja, no tanto en el sistema demovimiento de la cinta -que se parece mucho al inicial- sino enlos sistemas de amarre, avance, presin, etc., ya que habitual-mente forman parte de sistemas automatizados de serrado.

Sierras de cinta verticales.

Las sierras de cinta verticales, inicialmente, no se utiliza-ban para trocear piezas; eran mquinas habitualmente desti-nadas a trabajos de troquelera. Al igual que la mayora demquinas que hasta hace poco se utilizaban en el campo de lamatricera y han quedado obsoletas, lo mismo ha pasado conestas sierras de cinta verticales: sus funciones han sido absor-bidas por las mquinas de electroerosin por hilo y por las decorte por lser.

Pero las destinadas a trocear piezas han conseguido elmismo nivel que las de cinta horizontales.

MortajadoraLa mortajadora, tambin llamada cepillo vertical, mquina

de escoplear o escopleadora, es en realidad una limadora ver-tical; es decir, una limadora cuyo carro portaherramientastiene un movimiento rectilneo alternativo vertical, mientrasque la pieza, sujeta a una mesa circular, efecta los movi-mientos de avance y penetracin.

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Una de las diferencias de la mortajadora en relacin con lalimadora normal, es la posicin de la herramienta, que traba-ja en sentido longitudinal en vez de trabajar en sentido trans-versal al eje de la cuchilla.

Los trabajos caractersticos de la mortajadora son: el ranu-rado exterior y especialmente interior (fabricacin de chave-teros en cubos de ruedas dentadas, poleas...) realizacin deagujeros de diversas secciones (cuadrada, hexagonal, triangu-lar, etc.), dentados interiores...

BrochadoraLa denominacin de esta mquina proviene del til que uti-

liza: brocha (del ingls broach).

Tal como podemos ver en la figura de arriba, la brocha esuna herramienta rectilnea de mltiples filos y con la seccinigual a la seccin final de la pieza que se mecaniza.

El brochado consiste en pasar la brocha, normalmente enuna sola pasada, mediante el avance continuo de la misma.sta retrocede a su punto de partida despus de completar surecorrido.

La brocha trabaja por arranque progresivo del material.Esto se consigue a travs del escalonamiento racional de losdientes, determinado por la forma cnica de la herramienta.

Tal como podemos ver en los esquemas de las figuras supe-riores, el movimiento de corte lo produce la brocha al avan-zar, mientras que la pieza est fijada. Por tanto, no existemovimiento de avance y la profundidad de pasada la propor-ciona la herramienta.

Las brochadoras pueden ser horizontales y verticales,segn la forma de trabajar de la brocha. Habitualmente el bro-chado es interior, aunque tambin existen brochadoras y acce-sorios para brochado exterior.

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A su vez pueden trabajar a traccin (A) -la ms habitual enhorizontal- y a compresin (B).

stas son algunas de las formas que habitualmente seobtienen en procesos de brochado interior:

Talladora de ruedas dentadasUna primera clasificacin (cabe recordar que estamos en

mquinas herramientas con movimiento de corte rectilneo)podemos establecerla como sigue:

con herramienta de forma,

por reproduccin (con plantilla): con herramienta mvil y pieza fija, con herramienta fija y pieza mvil.

por generacin: con til cremallera, con til pin.

Las mquinas talladoras de ruedas dentadas que se presen-tan en este apartado, corresponden a las denominadas porgeneracin.

Los sistemas utilizados actualmente para el tallado de rue-das dentadas cilndricas por generacin son:

por cremallera: sistema Maag, sistema Sunderland.

pin mortajador: sistema Fellows.

Para el tallado de ruedas dentadas cnicas de diente rectopor cepillado con generacin son:

con una herramienta: sistema Bilgram

con dos herramientas: sistema Gleason sistema Heidenreich sistema Harbeck

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cabeza

cuerpo

denta

do

gua

delant

era

A B

Mquinas sistema MaagLa herramienta es una cremallera y cada diente hace el

papel de una cuchilla de mortajadora (movimiento verticalalternativo). Este movimiento es paralelo a las generatricesdel diente y corta el material en la carrera de descenso. En elretroceso (subida) tiene un ligero desplazamiento para evitarrozamientos que pudieran perjudicar las aristas de corte.

La pieza se encuentra sujeta en un eje de centrado (man-drino, centrador...) que a su vez est centrado sobre la mesa dela mquina.

La mesa de la mquina es la que realiza el movimiento degeneracin, esto es, la rueda gira sobre la cremallera como siengranara con ella, lo que conlleva tambin un desplazamien-to en direccin transversal.

Estos movimientos (rectilneo -desplazamiento- y circular-rodadura-) se regulan por los sistemas cinemticos de avan-ces y velocidades.

Debido a que el nmero de dientes de la herramienta eslimitado, y siempre inferior al nmero de dientes de la ruedaa tallar, se requiere conducir de nuevo la rueda a su posicinde salida respecto a la herramienta.

Cremalleras para mquinas sistema Maag.

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fase de avance

fase de retroceso

Para conseguirlo, una vez que han actuado todos los dien-tes de la herramienta, se desplaza la mesa slo longitudinal-mente sin que se produzca ningn giro.

A este retroceso de la pieza sigue un pequeo movimientocircular en ambos sentidos con el fin de compensar el juegode los rganos de mando de la mesa.

Despus de regular la profundidad, la rueda penetra late-ralmente en el dentado de la herramienta, y a partir de aqu seinician los movimientos automticos de generacin y de avan-ce que regulan el trabajo del engranaje y la pasada de lamquina.

Para el desbaste es necesario que la rueda penetre lateral-mente. Para el acabado, el perfil del diente puede entrarradialmente.

Para el tallado de dientes helicoidales, en algunos casos sepodr realizar con una herramienta normal inclinando lacorredera portaherramientas el valor del ngulo de la hlice dela rueda que se pretende construir. Sin embargo, no siempre esposible hacerlo, y en esos casos se requiere de cremalleras conel diente inclinado. Tambin suele utilizarse este ltimo tipode cremalleras cuando la produccin es grande.

Mquinas sistema Sunderland

Es un sistema parecido al Maag pero con algunas dife-rencias. La ms importante es el movimiento de la cremalleraque, adems de vertical es transversal, mientras que la piezase limita a girar sobre su eje.

En el siguiente esquema podemos ver el proceso que sigueuna mquina del tipo Sunderland:

Fase de avance (trabajo):

1. Posicin de partida.

2. La herramienta penetra hasta alcanzar la profundi-dad del diente.

3. Empieza el giro (rodadura) de la pieza por despla-zamiento de la herramienta.

Fase de retroceso:

4 y 5. Retroceso de la cremallera a su posicin inicial.

En la posicin 6 se inicia la repeticin del ciclo.

Mquinas sistema Fellows

Para evitar el tiempo muerto que supone el retroceso de lacremallera, o bien de la pieza hasta la posicin de partida, enel procedimiento de tallado con til cremallera y, a la vez,simplificar los mecanismos de las mquinas que tallan pordicho sistema, se puso a punto el sistema Fellows, donde eltil cremallera se sustituye por un til pin.

Este pin equivale funcionalmente a la herramienta decremallera, puesto que sta no deja de ser un pin dentadode radio primitivo infinito, o si se prefiere, el pin una cre-mallera de radio primitivo finito.

El principio en que se basa el sistema Fellows es el siguiente:

Considerando que dos ruedas dentadas del mismo mduloy con el mismo perfil, siempre engranarn entre s cualquieraque sea su nmero de dientes; si una de estas ruedas tiene losdientes cortantes y la otra est todava sin tallar y ambas semueven a la misma velocidad tangencial, realizando losmovimientos de corte oportunos, se obtendr la generacin delos dientes en la pieza (rueda a tallar).

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1 2 3 4 5 6

paso

pas

o

profundidaddiente

Piones talladores.

El pin mortajador tiene un movimiento vertical alterna-tivo (B) y otro de rotacin alrededor de su eje (A). La rueda atallar gira tambin sobre su eje, en sentido contrario al piny, en algunas formas constructivas, se mueve linealmente con-tra ste, para conseguir la penetracin de los dientes cortantes.

En el punto muerto inferior (despus del corte) la mesaretrocede un poco para que durante el retroceso, las aristascortantes del pin mortajador no rocen con las superficies yaceleren el desgaste.

Salida mnima.

Con este sistema es posible efectuar sin dificultad dentadosinteriores rectos y helicoidales, as como dentados con salidamnima de difcil ejecucin -casi imposible- con otros siste-mas. Es importante considerar la versatilidad de formas delpin mortajador, lo que facilita el mecanizado de otros per-files de diente diferentes al de evolvente.

El tallado (dentado) puede realizarse con una sola pasadao, si las dimensiones del diente y el acabado estipulado lorequieren, en varias. En el primer caso la herramienta vaentrando hasta lograr el contacto de los crculos primitivos, ytermina su trabajo cuando la rueda ha completado una vuelta;en el segundo, el acercamiento es progresivo, controlado poruna leva, y la rueda tiene que completar varias vueltas.

Tallado helicoidal.

Para el tallado de ruedas helicoidales, el pin tiene, ade-ms del alternativo, un movimiento helicoidal complementa-rio que se suma al movimiento de rotacin, aunque la direc-cin del avance permanece paralela al eje de la pieza.

En este caso, la herramienta debe tener los dientes inclina-dos con un ngulo y un paso igual al de la rueda a tallar.

Tallado de ruedas dentadas cnicas de diente recto por cepillado con generacin

Antes de entrar en la descripcin de estas mquinas cree-mos necesario establecer unas generalidades sobre el dentadode ruedas cnicas de diente recto:

1. Los dientes cnicos rectos presentan notables diferen-cias con los dientes rectos en ruedas cilndricas. En los

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pin mortajador

rueda a tallar

primeros, las secciones normales varan progresivamen-te y se hacen ms pequeas a medida que disminuye ladistancia al vrtice del cono terico formado por lasgeneratrices primitivas de la rueda dentada; en lossegundos, la seccin normal permanece constante a lolargo de toda la anchura del diente.

2. El procedimiento de dentado se basa en el movimiento derodadura de la pieza conjugado con el desplazamientolineal de una herramienta que describe generatrices con-vergentes en el vrtice terico del cono. Esta ltima, en sumovimiento, va tallando el perfil correspondiente al dien-te de una rueda plana imaginaria o, si se prefiere, al dientede una rueda cnica cuyo ngulo en el vrtice es de 180.

3. Hay que distinguir el dentado de ruedas cnicas de dientesrectos del de las cnicas de dientes espirales. Para el talla-do de las primeras existen, entre otros, los sistemas que des-cribiremos a continuacin; para el tallado de las segundas,los sistemas ms extendidos son el Gleason, el Oerli-kon y el Klingelnberg, que se vern en el bloque 3:Mquinas herramientas con movimiento de corte rotativo.

Dentado cnico recto.

Dentado cnico espiral.

Mquinas sistema BilgramLa herramienta tiene un movimiento alternativo de cepilla-

do y la pieza realiza los movimientos necesarios para generarel perfil del diente.

La pieza P va montada sobre un eje X; en el lado opuestohay un cono de rodadura C que gira sobre un plano que sim-boliza la rueda plato o rueda imaginaria. El eje X oscila alre-dedor de O que es el vrtice comn de los conos primitivos dela pieza P y del cono de rodadura C. Hay que decir que stegira sin deslizamiento por la accin de unas cintas de acero Afijadas al plano y al propio cono.

El divisor que lleva incorporado la mquina, permite que larueda gire un paso cuando la herramienta se encuentra en laposicin ms atrasada.

El tallado de los dientes se efecta en tres fases:

1. Desbaste: se abren todos los huecos entredientes.2. Acabado: de un flanco de todos los dientes.3. Acabado: del flanco opuesto.

Mquinas sistemas Gleason, Heidenreich y Harbeck

Tambin (como el sistema Bilgram) son procedimientos detallado por generacin aunque presentan notables diferenciasen su concepcin.

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C C

HH

X

Y

O

P

Z

En la ltima figura de la pgina anterior podemos apreciarlos dos portacuchillas H que se deslizan alternativamentesobre guas independientes situadas en un plato C solidario auna corona de visinfn que gira sobre el eje X. La rueda a tallarP est montada sobre el eje Y que corta a X en el punto O. Elgiro de la corona de visinfn y la rueda P estn sincronizadospor una cadena cinemtica. El eje Y es orientable para situar-lo de acuerdo con el ngulo del cono primitivo.

En el sistema Gleason, el desbaste de cada entrediente serealiza sin generacin, con los dos portacuchillas en los que sehallan montadas 4 cuchillas: las numeradas 1 actan sobre laprofundidad, las numeradas 2 sobre los flancos.

En las mquinas de los sistemas Heidenreich y Harbeck, seutilizan herramientas escalonadas que realizan el desbaste endos posiciones.

En el acabado de estos dentados se conjugan los movi-mientos de las herramientas y la rueda -generacin-. En elsistema Gleason se acercan las herramientas a la rueda, y enel sistema Heidenreich la rueda a las herramientas.

Bloque 3. Mquinas herramientascon movimiento de corte rotativo

TornoEl torno es una de las mquinas ms antiguas e importan-

te. Con ella podemos conseguir multitud de formas, ya seancomo propias y finales, o como previas de otras que finaliza-rn en otra mquina (por ejemplo en la fresadora).

Bsicamente, cualquier torno -del tipo que sea- hace girarel bloque de material que se ha de transformar en pieza ymediante una herramienta fijada en su dispositivo, que des-plazaremos en los dos ejes (X / Z) en ambas direcciones (+ /-) le vamos a dar las formas deseadas. Formas que, en cual-quier caso -y a pesar de la variedad posible- siempre sonsuperficies de revolucin.

Torno paralelo (o cilndrico) (Cortesa de Sidenor S.A. Reinosa).

Una primera clasificacin de los distintos tipos de tornosque nos podemos encontrar en la industria actual -aproxima-da, para no faltar a la verdad- es la siguiente:

Torno paralelo (tambin denominado: cilndrico, decilindrar y roscar...).

Torno copiador.Torno al aire.Torno vertical.Torno de doble cabezal.Torno fresador (hbrido de torno y fresadora).Torno barrena.

Torno revlver.Torno automtico (mecnico).

Diseos especiales.

En esta primera clasificacin no hemos hecho referencia alos tornos CNC (de Control Numrico) porque la mayora delos relacionados en ella, hoy en da estn controlados por estesistema. Por tanto, entendemos que referirnos a un tipo detorno como propio de CNC es falsear la realidad; aunque

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En desuso, aunque todava quedan algunosen funcionamiento, especialmente losautomticos multihusillos.Sus particularidades han sido absorbidaspor los sistemas de Control Numrico.

}

1 2 3

4 5 6

herramienta

w

a

a

L

w

herramienta

1

1

2

2

habitualmente se utiliza esta denominacin para referirse atornos paralelos -de bancada horizontal o inclinada- gober-nados mediante este sistema.

De todas formas, haremos una referencia a ellos, sobretodo para ver algunas caractersticas diferenciadoras en eldiseo del rgano portaherramientas (en el argot se le deno-mina torreta).

Torno paraleloEl torno paralelo es el tipo ms elemental de los conocidos,

aunque de l obtienen las bases el resto.

Los trabajos caractersticos que se realizan en l son:

cilindrado,refrentado,mandrinado,torneado cnico,roscado, taladrado,ranurado,moleteado,otros como: rectificado, fresado, etc. con acoplamien-tos especiales.

Las partes principales que componen estas mquinas y dondese montan los mecanismos y sistemas de transmisin de movi

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