Tomo 23

Tcnica torneadoL E C C I N

TRABAJOS ESPECIALES EFECTUADOS SOBRETORNOS PARALELOS

En las lecciones anteriores hemos estudiado las mltiples aplicacionesdel torno paralelo, as como los diversos tipos especiales que se han docreando a medida que las necesidades de la industria lo han exigido

Hemos visto tambin, que el torno' paralelo era una mquina verda-deramente universal, tanto por la diversidad de trabajos que en l esposible realizar, como por poderlo utilizar como mquina especial, unasveces por medio de una serie de accesorios o dispositivos especiales yotras, variando nicamente la forma de efectuar el trabajo de corte.

Aparte de los dispositivos que ya vimos en la leccin 19, los cualeseran en realidad para facilitar el trabajo normal del torno paralelo, sepuede disponer de otros que permiten la utilizacin del torno como unamquina de concepcin totalmente distinta de la que es, es decir, que per-miten ejecutar en l trabajos que normalmente se efectan en otras m-quinas.

Si bien en la mayora de los casos estos trabajos no se realizan encondiciones verdaderamente econmicas, permiten, no obstante, en unmomento determinado, poder solucionar una serie de trabajos u opera-ciones que requeriran otra clase de mquinas de las que no siempre esposible disponer.

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Vamos a efectuar ahora un breve estudio de los empleos del tornocomo:

FRESADORA* Mquina de TALLAR MANDRINADORA Mquina de RANURAR Mquina de DIVIDIR RECTIFICADORA Mquina de AFEITAR.

EMPLEO DEL TORNO COMO FRESADORA

Usted recuerda que al explicarle el principio o fundamento del tornea-do decamos que era necesario aplicar a la pieza y a la herramienta dosmovimientos relacionados entre s:

A la pieza, un movimiento rpido de rotacin.A la herramienta, un movimiento regular de avance.Este principio no es el mismo, claro est, para todas las mquinas; as,

en la fresadora y en otras muchas ms se realiza precisamente el revs:

Figura 764. Mecanizado de superficies planas en una fresadora. P. superficie pla-neada. F, herramienta (fresa). Ma, movimiento de avance. Mc, movimiento de

corte

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Figura 765. Fresadora horizontal normal SOMUA: E, eje portafresas; M, mesa parala fijacin de las piezas.

A la herramienta, un movimiento rpido de rotacinA la pieza, un movimiento regular de desplazamiento o avance.Los trabajos de fresadora quedan definidos como: planeados de su-

perficies con posibilidad de hacerlo en diversos ngulos, superficies curvasespeciales, dentados, etc...

Vea en la figura 764 la forma en que tiene lugar el fresado de una su-perficie.

La fresadora ( f ig. 765) es, en general, una mquina cara y de ah queson muchos los talleres en los que no se dispone de ella; esto hace que sea

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necesario saber la forma en que pueden solucionarse con el torno ciertostrabajos que normalmente los efectuaramos en una fresadora.

La figura 766 representa un montaje para poder fresar en un torno.Consiste esencialmente en una escuadra que permite el reglaje en tressentidos:

Orientacin en un plano vertical,para lo cual el centraje de posicinde la escuadra sobre el carro trans-versal es giratorio.

Posibilidad de situacin en cual-quier plano horizontal, lo que seconsigue maniobrando conjunta-mente los carros transversal y lon-gitudinal del torno.

Reglaje en altura, para hacer coin-cidir el centro de la herramientacon la superficie a mecanizar ypara controlar sus desplazamientoscon respecto a la misma.

Esta combinacin de movimientospermite el fresado en todas las posi-ciones. La herramienta o fresa (figu- Figura 766. Montaje para el fresadode superficies planas en el torno.

Figura 767. Fresa de ngulo.

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Figura 768. Fresa de planear desbaste Figura 769. Fresa de sierra.

Figura 770. Proceso de mecanizado con fresa de una cola de milano en una piezacuadrada: a, perfil a obtener; A, medida en anchura; b, desbaste con una fresa ci-lindrica. El dimetro debe ser < A; c, fresado de un flanco en ngulo; d, fresado del

segundo flanco.

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EMPLEO COMO MAQUINA DE TALLAR

No es muy corriente el uso del torno como mquina de tallar, ya quenormalmente es difcil lograr con los dispositivos que se tienen las tole-

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ras 767, 768 y 769) se monta, mediante un acoplamiento cnico en su man-go, en el cono del eje del cabezal, al igual que estudiamos en la leccin 5(figs. 131 y 132). Tambin puede disponerse sobre un torneador mon-tado entre puntos para el fresado de superficies en un plano hor izonta l .

Los avances se logran, como es natural, con los desplazamientos con-venientes de los carros longitudinal y transversal.

En la figura 766 el avance de la pasada se logra por el desplazamientodel carro transversal y la profundidad de pasada por el carro longitudinal.

La figura 770 indica el proceso a seguir para el fresado de la pieza de

Figura 771. Montaje para el fresadode una ranura para chavetas.

la figura 766.Con el empleo de una fresa como

la de la figura 768 se obtienen fcil-mente formas cuadradas, exagonales,etctera.

En la figura 771 se representa unmontaje para el fresado de ranuras dechavetas; asimismo, con un montajeapropiado, provisto de divisor, es po-sible el fresado de ejes estriados (f i-gura 772).

Para el fresado de chaveteros la principal dificultad consiste en el logrode la anchura exacta, bien sea por no disponer de la fresa correspondien-te, o por ser una medida fuera de lo normal. Vea en la figura 773 el pro-ceso a seguir.

Otra de las aplicaciones como fresadora es la de efectuar operacionesde corte o serrado ( f ig. 774).

Consiste este montaje principalmente, segn puede observar, en unsoporte provisto de unas ranuras en V. Este soporte se fija sobre el carrotransversal y sobre l pueden colocarse las piezas a serrar. La fresa se mon-ta mediante los correspondientes casquillos de acoplamiento en el cono deleje principal. Su montaje tiene lugar sobre un torneador y se fija frontal-mente con una tuerca.

Figura 772. Fresado de un eje estriado con un dispositivo acoplado en un modeloCUMBRE 022.

Figura 773. Proceso para el fresado de una ranura de dimensin determinada: a,abertura de ranura, con desplazamiento a un lado y acabado de un flanco; b, acabado

del segundo flanco y medida final.

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Figura 774. Operacin de serrado en Figura 775. Empleo del torno parael torno. operaciones de tallado de engranajes

Figura 776. Mquinas de tallar engranajes

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rancias que se exigen en los engranajes, sobre todo en cuanto se refiere ala precisin de las divisiones.

Teniendo en cuenta, no obstante, que las mquinas de tallar engrana-jes son quiz las que menos abundan en la generalidad de los talleres es-paoles, es interesante conocer en qu forma puede efectuarse en un tor-no una operacin de tallado de engranajes. Sobre todo en talleres de repa-raciones es frecuente el caso de tener que efectuar este trabajo en talescondiciones.

En la figura 775 puede verse una aplicacin de un dispositivo de estetipo.

Dos variantes pueden presentar estos dispositivos. Una de ellas, la dela figura 775, con la fresa montada sobre un torneador colocado entre pun-tos y pieza la fijada sobre el dispositivo que lleva tambin acoplado el di-visor.

La segunda disposicin consiste enuna colocacin inversa de la herra-mienta y de la pieza respecto de laprimera ; es decir, se coloca la piezaentre puntos y el dispositivo de mo-tor auxiliar es el que lleva la herra-mienta o fresa (f ig. 772). El aparatodivisor se coloca entonces sobre lacontrapunta, ya que es el que orde-nar las divisiones a efectuar en elengranaje.

En la primera disposicin, el apa-rato lleva un reglaje en altura a fin depoder graduar la profundidad deldiente del engranaje, siendo el carrotransversal el encargado de transmitir el avance para la pasada. En la se-gunda el carro transversal grada la profundidad y el longitudinal propor-ciona el avance para la pasada.

Tal como hemos dicho anteriormente, no es posible alcanzar en estetrabajo una extremada calidad, pero teniendo en cuenta la imposibilidadde disponer de una mquina como la de la figura 776 puede aconsejarsesu uso en determinadas ocasiones.

Figura 777. Montaje para mandrinarpiezas de perfil complejo en el torno.

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APLICACIN DEL TORNO COMO MANDRINADORA

La figura 777 representa un montaje para efectuar operaciones de man-drinado en piezas de perfil raro o complejo. Consiste esencialmente en unaescuadra colocada sobre el carro transversal que presenta frente al eje prin-cipal del torno una superficie plana, completamente perpendicular al ejey provista de unas ranuras en T en las que se colocan los tornillos destina-dos a fijar las piezas a trabajar.

Con el fin de que pueda hacerse coincidir el eje del agujero a mandri-nar con el eje principal, que es el eje de giro de la herramienta, la mesaranurada de la escuadra debe poder desplazarse en sentido vertical, que-dando a cargo del carro transversal los desplazamientos horizontales, quecombinados con los verticales localizarn exactamente el eje a mandrinar.

Figura 778. Mandrinadora de eje horizontal con mesa giratoria y luneta de alturaregulable. 1. Cabezal. 2. Husillo portaherramientas. 3. Mesa giratoria. 4. Lu-

neta de apoyo. 5. Apoyo de altura regulable.

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Figura 779. Galgas JOHANSSON. Su acopiamiento permite disponer de galgas paratodas las medidas con tolerancias de 0,002 mm.

Figura 780. Control de los desplazamientos con las galgas JOHANSSON y com-parador.

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Algunas veces, la pieza se monta tambin directamente sobre el carrotransversal; esto depende naturalmente de! tamao de la misma.

Estos montajes, bien concebidos y bien construidos, permiten alcanzaruna gran precisin en los trabajos que con ellos se realizan. Su principio esel mismo que el de las mandrinadoras (figura 778). Todo el secre-to consiste en poder controlar los desplazamientos de los rganos corres-pondientes con la mxima precisin. Con este fin cuando no se dispongade unos dispositivos de traslacin de completa confianza (los dispositivosde tuerca-husillo, no siempre se conservan en perfecto estado ni con el re-glaje correcto), es preferible medir los desplazamientos con galgas de pre-cisin como las Johanson (figs 779 y 780), consiguiendo as distanciasentre ejes con la mxima precisin.

El avance se obtiene, como para los trabajos corrientes de torno, porel desplazamiento del carro longitudinal.

En cuanto a la fijacin y disposicin de la herramienta o tiles de tra-bajo, pueden adoptarse varias soluciones segn la clase de trabajo a efec-tuar. Normalmente, la herramienta, independientemente de su disposicin,va fijada en el eje principal.

Una vez determinada la posicin exacta del eje a mandrinar, antes deproceder al mandrinado definitivo a medida debe hacerse un taladro omandrinado previo de comprobacin, tal como veremos ms adelante.

MANDRINADO DE AGUJEROS

En la utilizacin del torno como mandrinadora, definiramos el man-drinado de agujeros, como un sistema de mecanizado que tiene por baseagrandar agujeros previamente construidos con una broca o salidas de fun-dicin, forja, etc.

figura 781. Barrena sencilla de mandrinado.

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El mandrinado se efecta con herramientas que suelen ir fijadas enportaherramientas llamadas barrenas o bien en unos cabezales portahe-rramientas con desplazamiento transversal de las mismas.

La figura 781 representa una barrena sencilla de mandrinar. Se cons-truyen de diferentes dimetros y longitudes. Debe escogerse siempre elmayor dimetro posible a fin de evitar flexiones y vibraciones al dar laspasadas. La fijacin y regulacin de la herramienta en la barrena es igual ala estudiada en la leccin 5.

PORTAHERRAMIENTAS DE MANDRINAR

Para mayor rapidez y exactitud en los mandrinados, se utilizan unosportaherramientas graduables, muy precisos y exactos (figs. 782 y 783).

Figura 782. Portaherramientas de mandrinar.

En la figura 784 se muestra el esquema de funcionamiento de uno deellos. Aunque puede variar algn pequeo detalle, el principio ser siem-pre el mismo en todos los portaherramientas.

La herramienta (1 ) est fijada en la barrena (2 ) por un sistema cual-quiera. La barrena ( 2 ) va sujeta al cuerpo desplazable ( 3 ) mediante uno

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Figura 783. Operacin de mandrinado con portaherramientas desplazable fijado enla contrapunta.

o varios tornillos (4) de exgono interior. El cuerpo desplazable (3) es elque hace que se desplace la herramienta, segn lo que se precise. Al gi-rar el pomo (8 ) , gira el husillo roscado (7) haciendo que se desplaceel carro ( 3 ) , separando o acercando la herramienta al eje de giro E. Hayun seguro para que una vez lograda la medida que se desea pueda f i -jarse.

Para variar una medida, primero se afloja el pomo (9 ) y luego se-mueve el ( 8 ) . Conseguida la medida se vuelve a apretar el tornillo ( 9 ) . Enel disco (10) hay unas divisiones grabadas, que sirven para controlar losdesplazamientos.

El radio R ser el radio del agujero que se mandrine con la herramien-ta en esta posicin. Cada milmetro que avanza la herramienta corres-ponde a un aumento de 2 mm. Para agujeros pequeos pueden montarsebarrenas de menor dimetro como la indicada por trazos.

Para el mandrinado de agujeros con una cierta precisin, una vezcalculadas y obtenidas las coordenadas, se efecta una operacin de des-baste como comprobacin, se comprueban las medidas, se efectan las co-rrecciones necesarias y se procede al acabado.

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Figura 784. Esquema del funcionamiento de un portaherramientas para mandri-nar. 1. Herramienta. 2. Barrena. 3. Carro portaherramientas. 4. Tornillo defijacin de la barrena al carro. 5. Carro portaconos. 6. Cono de centraje y suje-cin. 7. Husillo roscado. 8. Pomo de mando del desplazamiento. 9. Pomo defijacin. 10. Disco graduado para los desplazamientos. 11, Reglilla de ajuste.

12. Tornillo de fijacin de la reglilla.

MANDRINADO DE AGUJEROS CON DISTANCIASENTRE EJES MUY PRECISAS

El mtodo a seguir para el mandrinado de agujeros con distancias en-tre ejes muy precisas, es el que a continuacin describimos basndonos enun ejemplo:

Se trata de conseguir el mandrinado de un agujero de 40 mm. a

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Figuras 785 o 791. Proceso de mecanizado de un agujero de precisin.

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unas distancias determinadas de las caras que se usan como referencia ( f i -gura 785).

Se empieza taladrando con una broca pequea, por ejemplo de 8 mm.y luego, se agranda el agujero con una broca mayor, supongamos que de26 mm.

Sin desplazar la pieza en ningn sentido, se cambia la broca por unabarrena o portaherramientas. Se mide exactamente el agujero con un mi-crmetro de interiores y se coloca en el interior una varilla de 10 mm.( f ig: 786) para comprobar las coordenadas respecto a las caras de refe-rencia.

Si desde la cara a la varilla hemos obtenido una medida de 95 mm.(f ig. 786).

Sabiendo que la varilla es de 10 mm. y el agujero mide 26,2 mm., la dis-tancia de la cara del centro ser:

26,-29 5 1 0 + = 98,10 mm. La misma comprobacin se hace con

2respecto a la otra cota (f ig. 787) :

26,226,5 1 0 + = 29,6 mm.

2En la figura 788 puede comprobar que la pieza debe desplazarse

1,9 mm. en un sentido y 0,4 mm. en otro. Una vez corregidas estas dife-rencias, se efecta un nuevo mandrinado, por ejemplo, aproximadamente32 mm. Por el mismo procedimiento, se vuelve a comprobar el dimetroy las distancias a las caras de referencia (f ig. 789). Se desplaza de nuevola mesa o escuadra en ambos sentidos y se da una nueva pasada a 36 mm.(f ig. 790). Se vuelven a comprobar las medidas y una vez conseguidascon las tolerancias fijadas se mandrina a la medida definitiva (f ig. 791 ).

Compruebe que las dimensiones logradas, 29,98 y 100,02 mm. con re-lacin a las caras de referencia y el dimetro de 40,03 mm. estn perfecta-mente dentro de las tolerancias sealadas en la figura.EMPLEO DEL TORNO COMO MAQUINA DE MORTAJAR O RANURAR

Cuando no se dispone de la mquina especial comnmente llamada demortajar ( f ig. 792), es muy corriente efectuar en el torno las ranuras parachavetas, en especial las de pequea seccin (f ig. 793). Otra aplicacin

Figura 792. Mquina de mortajar.

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Figura 793. Empleo del torno como mquina de mortajar.

muy corriente tambin consiste en efectuar las ranuras de engrase en coji-netes y similares.

Para la ejecucin de estos trabajos, debe blocarse perfectamente el ejeprincipal para asegurar as la perfecta inmovilidad de la pieza durante laoperacin de ranurado.

La herramienta fijada en la torre del torno directamente o bien en unportaherramientas semejante a las barrenas, efecta el avance se efecta ge-neralmente a mano.

El avance se acciona desde el volante al carro longitudinal y exige unesfuerzo muy considerable por parte del operario a pesar de que la pro-fundidad de pasada ha de ser forzosamente muy pequea, pues la entradaresulta en verdad difcil. Las profundidades de pasada se dan por el carrotransversal. Despus de cada pasada, es necesario retirar la herramienta,pues al retroceder se estropeara el filo por el frotamiento con la pieza.

Cuando la anchura de la ranura a efectuar pasa de una cierta medida(unos 5 mm.), se efecta en varias pasadas, a la medida definitiva.

Las ranuras de engrase de desarrollo recto, se hacen en la misma for-ma que los chaveteros y cuando tienen un desarrollo helicoidal se realizande igual manera que las roscas de paso largo.

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EMPLEO COMO MAQUINA DE DIVIDIR

En el torno paralelo se hace necesario trabajar como mquina de divi-dir en los casos siguientes: roscados de tornillos de varias entradas, eje-cucin de ranuras, estriados, patas de araas, etc.

Figura 794. Mquina de rectificar exteriores.

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El dispositivo es el de la figura 624 de la leccin 19, y a veces seutiliza en combinacin con el aparato de fresar (ver figura 623 de dichoenvo).

EMPLEO DEL TORNO COMO MAQUINA DE RECTIFICAR

El rectificado consiste, segn ya vimos en la 1. leccin de Conoci-mientos generales de Mecnica, en el trabajado de las piezas con muelas.Esto permite alcanzar un grado de acabado y precisin muy superior al quepuede lograrse en el torno con herramientas normales; tambin permitetrabajar materiales muy duros a los que no sera posible hacerlo con lasherramientas normales.

De todas las operaciones que hemos do viendo en esta leccin es elrectificado, sin duda alguna, la que tiene mayor importancia y, adems, lade ms frecuente utilizacin por lo que efectuaremos un ms completoestudio.

Figura 795. Aparato de rectificar sobre torno. 1. Pieza. 2. Muela. - 3. Ejeportamuelas. 4. Motor de accionamiento.

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El rectificado se efecta en mquinas especiales llamadas mquinas derectificar ( f ig. 794) en las que la muela est animada de un movimiento derotacin muy rpido y la pieza de un movimiento de traslacin y otro derotacin.

Esta combinacin puede tambin efectuarse fcilmente sobre un tornoparalelo, mediante un montaje especial en el que la muela viene mandadapor un motor auxiliar ( f ig. 795).

La pieza se monta normalmente entre puntos y el dispositivo de rec-tificar se fija sobre el carro transversal, de forma que el eje de la muelacoincida exactamente con el eje de rotacin de la pieza.

TEORA DEL RECTIFICADO

El rectificado consiste en igualarcon una gran precisin superficies detodas clases, en piezas de cualquiermaterial aunque sea templado, deforma que se obtenga un acabado im-pecable . El trabajo de corte se realizacon muelas, constituidas por un conglomerado (en realidad se llama aglo-merante) de un cemento especial, enel que se han encajado previamenteinfinidad de pequeas partculas dematerial abrasivo (f ig. 796).

Figura 796. Forma de trabajo de lasmuelas.

MUELAS

Las muelas se dividen en dos clases: muelas naturales y muelas arti-ficiales.

Muelas naturales

Estn constituidas por una arenisca ms o menos fina que les proporcio-nan una dureza que puede ser mayor o menor, segn sea el tamao delgrano. No cabe considerar el aglomerante, puesto que no lo tienen. Engeneral se utilizan para el afilado y acabado de las aristas cortantes de las

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herramientas frgiles, ya que las dejan ms pulimentadas. Normalmentegiran a muy pequeas velociades, lo que junto con un rociado abundantehacen que se evite completamente el deterioro de los filos. Se clasifican enmuelas de:

Granos semifinos y semiblandos, para el uso de carpinteros. Granos gruesos y muy duros, para herramientas de trabajar, limas,

trabajos de herrero, etc. Muelas inglesas, muy duras, blancas o grises, para trabajos de pti-

ca, vidrios de reloj, etc.

Muelas artificiales

Estn generalmente constituidas por granos abrasivos muy duros uni-dos con otros por medio de un cemento flexible o rgido, llamado aglo-merante. Los intersticios que separan a estos dos elementos determinan suestructura.

MODO DE ACTUAR UNA MUELA

En la figura 796 puede observarse que las aristas y vrtices de los granosabrasivos, araan y desgastan el metal como lo haran una lima o una esco-fina de carpintero; este modo de actuar es ciertamente distinto del de lasherramientas de corte, que lo hacen por desgarro del matrial.

DESGASTE Y REGENERACIN

Al desgastar la superficie de la pieza a rectificar, las aristas de los gra-

Figura 797. Regeneracin por hendidura de capas: a, corte inicial; b, desgaste de lacapa 1; c, cuando el desgaste alcanza la capa 2, la 1 se rompe dejando al descubierto

una nueva arista cortante de la capa 2.

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nos abrasivos se embotan y es necesario reemplazarlos por nuevas aristas;esta regeneracin se realiza de dos maneras :

Por hendidura de capas. Ciertos granos abrasivos, muy empleados,tienen una estructura muy cristalina, cuyos cristales tienen la facul-tad de separacin segn hojas paralelas (f ig. 797).

Figura 798. Regeneracin por arranque: a, corle inicial; b, desgaste de la primeracapa de granos abrasivos u aglomerantes; c, salida a la superficie, como continuacin

del desgaste de la segunda capa de granos abrasivos.

Por arranque. La presin de la pieza a rectificar, acaba por arrancarlos granos abrasivos embotados del engaste que forma el aglome-rante, pero este ltimo, ms blando, se desgasta a su vez, dejandoal descubierto una nueva capa de granos abrasivos con aristas nue-vas (f ig. 798).

Podemos enunciar la siguiente regla general :Una muela blanda se desgasta ms que una muela dura.

Una muela debe ser tanto ms blanda, cuanto mayor es la superficiede las piezas a trabajar que estn en contacto con ella.

CONDICIONES DE CORTE DE LAS MUELAS

La seleccin de la muelas y de las condiciones de corte de las mismaspara efectuar un trabajo dado, est afectada por una serie de factores cons-tantes y variables, relacionados entre s en una forma harto complicada ypara la solucin de los problemas de rectificado debe tenerse una muy am-plia experiencia, adems de disponer de una serie de datos tales como unarelacin de los tipos de muelas ms adecuados para cada trabajo.

Al hacer la seleccin de la muela deben de tenerse en cuenta los si-guientes factores :

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Constantes.

1. Material a trabajar.2. Cantidad de material a quitar, grado de acabado que se desea y

velocidad de produccin.3. Superficie de contacto o tamao de muela.4. Tipo de mquina empleado.

Variables.

1. Velocidad de la muela.2. Velocidad de la pieza que se trabaja.3. Condiciones de la mquina empleada.4. Uso de refrigerantes o lubrificantes de corte.5. Habilidad del obrero.

COMPONENTES DE LAS MUELAS

Las muelas estn compuestas por un conjunto de granos de un materialmuy duro : abrasivo y un material de cemento que rodea a todos estos gra-nos y los une : aglomerante.

Los primeros abrasivos empleados fueron productos minerales de grandureza, tales como es el esmeril, el corindn, etc., pero las exigencias cadavez mayores de la tcnica hicieron necesaria una mayor seguridad en la re-gularidad de la calidad de las muelas y actualmente a mayor parte de lasmuelas empleadas y la totalidad de las que se emplean en trabajos de pre-cisin estn constituidas por abrasivos preparados artificialmente.

Como abrasivos artificiales se utilizan casi exclusivamente el carburo desilicio, que toma el nombre de carborundum, electrn, carborite, cristoln,etctera, segn su procedencia y el xido de aluminio en forma cristalina,obtenido en horno elctrico partiendo de un mineral llamado bauxita, quesegn el fabricante toma el nombre de alumdum, aloxite, electric, borocar-bono, etc.

Tambin se. emplea como abrasivo el polvo de diamante para determi-nadas aplicaciones.

Los aglomerantes, adems de actuar como tales, actan como soportede la herramienta que son los granos cuando trabajan. De las condicionesde los mismos dependen en gran manera las caractersticas de la muelas.

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Existen seis tipos principales de aglomeraciones, que caracterizan otrostantos tipos de muelas:

1. Aglomeraciones vitreo (arcilla o vidrios).2. Resinas sintticas.3. Goma (vulcanizada o caucho vulcanizado).4. Aglomerantes elsticos.5. Silicato sdico.. Oxido u oxicloruro de magnesio.La forma y la resistencia con que el aglomerante est mezclado y sujeto a

los granos de abrasivo, dan lugar tambin a diferentes tipos de muelas.Por otra parte, el abrasivo puede estar en granos ms o menos grandes, locual hace tambin variar las caractersticas de las muelas.

CARACTERSTICAS DE LAS MUELAS

Los distintos tipos de muelas se diferencian unos de otros por ciertascaractersticas que determinan el uso y condiciones de corte; estas carac-tersticas son las siguientes:

1. Clase de abrasivo.2. Tamao o grano del abrasivo.3. Grado de dureza.

' 4. Estructura.5. Tipo de aglomerante.. Forma de haber sido mezclados y fabricada la muela.Las clases de abrasivos y tipos de aglomerante han sido ya estudiadas

en los prrafos anteriores; a continuacin trataremos de las restantes carac-tersticas.

TAMAO DEL GRANO

El tamao del grano es muy variable y se mide por el nmero de lasmallas del tamiz por el cual pueden pasar, sin pasar por otro de mallas mscerradas. El tamao del grano viene dado por el nmero de mallas por pul-gada de longitud del tamiz en que se separan (en la figura 799 se mues-tra esquemticamente la relacin entre tamices y tamao de grano) ; as,por ejemplo: tamao 24, quiere decir el tamao del grano que pasa porun tamiz que tiene 24 agujeros o mallas por pulgada de longitud, o sea,24 X 24 = 576 agujeros por pulgada cuadrada, los tamaos normalizadosde granos son los siguientes:

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Muy grueso68

1012

Grueso14162025

Figuro 799. Relacin 'esquemtica malla: grano.

Medio3036465460

Fino708090

100120

Muy fino150180220240

Impalpable280320400500600

GRADO DE DUREZA

El grado de dureza de las muelas es la fuerza con que los granos delabrasivo estn fijados a la muela, llamndose muelas blandas, aqullas enque los granos se desprenden con facilidad, y muelas duras, aqullas en lascuales los granos estn fuertemente unidos al aglomerante y ste ofrece fuer-te resistencia a romperse para soltarlos. Los grados se expresan con unaletra del alfabeto, de la A a la Z, siendo ms duras las de las ltimas letras,y ms blandas las de las primeras, avanzando en dureza en el mismo senti-do que el abecedario.

REGLAS A OBSERVAR

1. Para rectificar una superficie dura : muela blanda, y para superficie blan-da, muela dura.

2. Una muela se desgastar ms cuanto ms blanda sea.3. Si la muela es demasiado dura, se pulimenta, se embota y no corta; en

este estado deteriora la pieza.4. Una muela puede ser tanto ms blanda cuanto mayor sea la superficie

de contacto con ella.5. Para trabajar con refrigeracin, es preciso una muela dura.6. Una muela dar excelentes resultados cuando no abrillante la pieza.

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ESTRUCTURA

La estructura de la muela es la relacin existente entre el espacio ocupadopor los granos del abrasivo y el aglomerante, con respecto a los espaciosvacos existentes entre stos. En la figura 800 se aclara este concepto. La es-tructura se indica por un nmero de 1 al 15, siendo ms densa en los n-meros ms bajos y ms abierta en los nmeros ms altos.

Figura 800. Croquis de tres muelas del mismo tamao de grano e igual grado dedureza, pero de estructura diferente. Las zonas punteadas son los granos, los trazados

negros el aglomerante y las zonas blancas los huecos.

NOTACIN O SIGNATURA DE LAS MUELAS

Para poder diferenciar perfectamente las distintas clases de muelas, losfabricantes sealan en sus etiquetas y en forma abreviada sus caractersticas.La Sociedad Americana de Fabricantes de Muelas, ha establecido una formade hacer estas indicaciones.

Para ello emplean seis signos o cifras puestos uno a continuacin de otroy cuyos significados son los siguientes :

El primer smbolo indica el tipo de abrasivo, siendo A para el xido dealuminio; una C para el carburo de silicio y una D para el diamante.

El segundo smbolo indica el tamao de grano por el nmero correspon-diente segn se ha explicado; ste puede estar seguido de otro nmero queindica si existe una combinacin de granos de distintos tamaos.

El tercer signo es la letra que indica el grado de la muela.El cuarto es la cifra que indica so estructura.El quinto una letra que indica el tipo de aglomerante, emplendose las

siguientes: V, para el vitrificado; S, para el silicio; R, para el caucho;B, para las resinas sintticas; E, para los aglomerados elsticos; y O para lamagnesita.

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Figura 801. Formas de muelas segn la marca americana NORTON.

En sexto lugar se pone un signo cifra o letra, que indica el procedimientoseguido por el fabricante y que vara segn ste.

Por ejemplo, una muela cuyo distintivo sea A220-Y3-V223, es una mue-la de xido de aluminio, con aglomerante vitreo, tamao de grano 220,muy fino, grado de dureza muy elevado y estructura densa.

FORMA DE LAS MUELAS

Las formas y tamaos de las muelas son muy variados, segn el uso aque estn destinados. En la figura 801 se muestran los perfiles consideradoscomo normales por los fabricantes de Estados Unidos.

SELECCIN DE LAS MUELASLa seleccin de las muelas implica la consideracin de los factores de

trabajo que se han estudiado, con respecto a las caractersticas de las muelasLos factores que afectan a la seleccin del abrasivo son :Las propiedades mecnicas del material que debe rectificarse. El xido

de aluminio se emplea para materiales de alta resistencia a la traccin, talescomo los aceros, fundicin maleable, hierro forjado y bronce de altas carac-tersticas. El carburo de silicio se emplea para materiales de baja resistenciaa la traccin, como el aluminio, cobre, latn, bronces blandos y fundicingris.

Los factores que afectan a la seleccin del tamao del grano son :1. La cantidad de material a quitar,el tamao del grano debe ser mayor cuan-

to mayor sea el grueso de la capa del material a quitar (excepto paramateriales muy duros).

2. El grado de acabado deseado, granos ms finos para acabados ms finos.3. Las propiedades mecnicas del material, granos gruesos para materiales

duros y frgiles.La seleccin del grado de dureza de la muela se efecta segn los si-guientes factores:

1. Las propiedades mecnicas del material; grados ms .duros para losmateriales blandos y los grados blandos para materiales duros.

2. El rea de contacto entre la muela y la pieza; cuanto ms pequea esel rea de contacto ms pequea debe ser la muela.

3. La velocidad de la muela y la velocidad de la pieza; cuanto ms eleva-da sea la velocidad de la muela con respecto a la velocidad de la pieza,tanto ms blanda debe ser la muela.

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4. Las condiciones de la mquina ; la presencia de vibraciones en la m-quina requiere el empleo de muelas duras.

5. La habilidad del obrero; los operarios muy prcticos pueden empleargrados ms blandos que los inexpertos, alcanzando as una mayor pro-duccin y un menor coste de trabajo.Los factores que afectan a la seleccin de la estructura son :

1. Las propiedades mecnicas del material; los materiales ms dctiles yblandos requieren muelas de anchos espacios entre los granos designa-dos con los nmeros de estructura 8-9-10-11-12; los materiales frgilesy duros requieren muelas de bajo nmero de estructura.

2. El grado de acabado requerido; cuanto mayor grado de acabado sedesee, menores deben ser los espacios entre los granos, deben em-plearse muelas de bajo nmero de estructura, tales como 3-4-5; el tipode mquina y las operaciones con aplicacin de la presin a mano,tales como rebardado, requieren nmeros de estructura altos, el recti-ficado cilindrico, rectificado sin centros, y afilado de herramientas, sehace mejor con nmeros de estructura medios, las presiones elevadasque tienden a destruir la forma de la muela requieren nmeros de es-tructura bajos.Los factores que afectan a la seleccin de aglomerante son :

1. Las dimensiones de la muela; las muelas delgadas para cortar y otrassujetas a esfuerzos de flexin, requieren aglomerantes de resinas elsti-cas o de caucho; las muelas cuyo dimetro es superior a 750 mm., de-ben ser corrientemente de aglomerante de silicato.

2. Velocidad de trabajo; las muelas vitrificadas son mejores para veloci-dades inferiores a 30 metros por segundo. Para velocidades superioresson necesarias muelas de resinas, elsticas o de caucho.

3. Grado de acabado; para altos grados de acabados son necesarias mue-las de aglomeracin de resinas, caucho o elsticas.

4. Clase de trabajo; el aglomerante vitrificado para trabajos rpidos y lar-go tiempo de servicio en rectificado de precisin. El aglomerante desilicato es adecuado para el afilado de herramientas, cuchillera, etc., enlos cuales debe evitarse el recalentamiento al rectificar. Los aglomeranteselsticos son satisfactorios para el rectificado de cigeales y rodillos.Los aglomerantes de resinas sintticas deben ser los preferidos para eltrabajo de rebarbado a alta velocidad en las fundiciones y para el tra-bajo de rectificado sin puntos y para el trabajo de rectificado, pulido ycorte que requieren un acabado fino. Los aglomerantes de magnesitase usan para ciertos tipos de rectificado con muelas de disco.

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VELOCIDAD DE LAS MUELAS

Dos conceptos podemos separar al hablar de velocidades de las muelas;velocidad circunferencial o perifrica y velocidad de rotacin.

a) Velocidad perifrica es la velocidad con que se desplazan los pun-tos situados en la periferia o superficie exterior de la muela.

Recuerde usted que ya estudi este concepto de velocidad al hablar develocidades tangenciales (leccin 3 de Conocimientos Generales de Mec-nica) y de velocidades de corte (leccin 12 de Tcnica de Torneado). Eneste caso se mide o expresa en metros por segundo.

b) Velocidad de rotacin ser el nmero de vueltas que dar la muelapor unidad de tiempo. Se mide un nmero de vueltas por minuto.

La velocidad perifrica de las muelas est generalmente comprendidaentre los 20 y los 30 metros por segundo, o sea, 1200 a 1800 metros porminuto.

El lmite superior viene sealado por medidas de seguridad respecto ala rotura y proyeccin de la muela. La velocidad influye mucho en el rendi-miento y as se procura en lo posible utilizar muelas blandas para podertrabajar a velocidades mximas.

Segn el aglomerante empleado podemos sealar las siguientes veloci-dades perifricas :

1. Muelas vitrificadas o cermicas : 25 metros/segundo.2. Muelas de caucho o goma laca : 30 metros/segundo.3. Muelas con baquelita :

Cortando, 70 metros/segundo.Desbarbando, 40 metros/ segundo.

Como dato de informacin, podemos sealar que en lo que se refiereal lmite superior de velocidad no se ha determinado con exactitud, puesse ha llegado en pruebas hasta velocidades de 100 metros/segundo, sin lle-gar a determinar la velocidad de rotura. De todas formas no se aconseja su-perar las velocidades indicadas.

CALCULO DE LA VELOCIDAD DE ROTACIN

Hemos dicho que la velocidad de rotacin se expresaba en vueltas porminuto. Convendr, pues, que sepamos calcular esta velocidad de rotacinen funcin de la velocidad perifrica que hemos asignado para cada tipo demuelas y tambin segn el dimetro de la misma.

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Calcularemos primeramente el desarrollo de la circunferencia de la mue-la, para lo cual, segn usted ya ha estudiado, aplicaremos la siguientefrmula :

Desarrollo = 3,1416 X Dimetro.

la velocidad de rotacin en funcin de la velocidad perifrica sealadaser :

Velocidad Perifrica X 60N = = vueltas por minuto.

desarrollo en metros

Ejemplo:

Calcular la velocidad de rotacin de una muela de caucho de 200 mm.de dimetro.

3 0 X 6 0 1800N = = = 2866 rpm.

3,14 X 0,2 met. 0,628

REPASO DE LAS MUELAS

Cuando el corte de la muela se ha embotado por haberse adherido a lvirutas del material que se trabaja o cuando la superficie de trabajo se havuelto irregular a consecuencia del mismo, la muela debe ser rectificada

Figura 802. Portadiamantes de rectificar muelas.

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hasta darle una superficie de corte correcta. Para esto se emplea una puntade dimetro montada en un mango adecuado, como se muestra en la figu-ra 802 o unos rodillos de acero duro como los que se muestran en la figu-ra 803 montados sobre un mango especial, cuando el rectificado de la muelano es de mucha precisin, como es el caso de las muelas de rebarbar.

Figura 803. Porta-rodetes de rectificar muelas.

Se debe utilizar siempre un sopor-te rgido para evitar las vibracionesdejando un mnimo de voladizo.

El eje del portadiamante debe in-clinarse tambin de un cierto ngulo(f ig. 804) que variar segn el gra-no de la muela empleada.

Grano grueso: alfa = 15Grano fino : alfa = 30Grano mediano : alfa = 20Grano muy fino: alfa = 45 Figura 804. Utilizacin del portadia-mante.

Debe girarse frecuentemente en su montura para evitar el redondea-miento de la punta.

La velocidad de la muela se reducir siempre al mnimo para efectuarel repaso. Se evitarn rigurosamente los choques, es decir, las penetracio-nes bruscas del diamante en la pieza.

El diamante no debe emplearse nunca en seco, sino que se rociar enabundancia la punta de contacto.

El repasado ha de efectuarse por pasadas muy pequeas y ligeras, re-pitindolas tantas veces como sea necesario.

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Figura 805. Sentido de la rotacin en operaciones de rectificado exterior.

SENTIDO DE ROTACIN DE LAS MUELAS

En las operaciones de rectificado deben tenerse en cuenta, sobre todo,los sentidos de rotacin de la muela y de la pieza, pues ambos estn per-fectamente definidos.

Figura 806 Sentido de la rotacin en operaciones de rectificado interior.

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1. En operaciones de rectificado de superficies cilindricas, el sentidode rotacin de la muela y de la pieza, debe ser tal que, en su punto decontacto, las generatrices de pieza y muela lleguen en sentido contrario.

2. En los casos de rectificado de planos, el sentido de avance de lapieza puede ser cualquiera.

En el primer caso podemos establecer dos aparatos distintos segnel rectificado sea exterior o interior:

(testificado exterior: La muela y la pieza deben girar en el mismo sen-tido (figura 805).

Rectificado interior: La muela y la pieza deben girar en sentido con-trario (figura 806).

Figura 807. Sentido de rotacin y avance en operaciones de rectificado plano.

Para el rectificado plano y para un determinado sentido de rotacinde la muela, puede efectuarse el avance de derecha a izquierda o de iz-quierda a derecha (figura 807).

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DESCRIPCIN DE UN APARATO PORTTILDE RECTIFICAR SOBRE TORNO

En la figura 808 puede ver el aparato de rectificar sobre torno de lafigura 795, tal como se hallan en el mercado. Observe que consta esencial-mente de un soporte que lleva montado en un extremo el eje porta-muela y en el otro, un motor acoplado independiente, el cual transmitepor correa su movimiento al eje y, por consiguiente, a la muela montadaen su extremo.

Figura 808. Aparato de rectificar sobre torno. 1. Soporte. 2. Tornillo de fija-cin. 3. Eje portamuelas. 4. Motor de impulsin. 5. Correa. 6. Tensor. 7.

Regulacin micrometrica. 8. Proteccin.

En estos dispositivos deben concurrir una serie de circunstancias a finde poder efectuar trabajos con la garanta que exige una operacin derectificado.

El soporte ( 1 ) tiene una base plana que sirve para apoyarlo sobre elcarro transversal del torno, exactamente sobre la base en la que normal-mente, se asienta el patn del carro superior o portaherramientas. Debe ser

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robusto y bien proporcionado a fin de que sea posible una ausencia totalde vibraciones y, por consiguiente, el logro del acabado perfecto de lassuperficies rectificadas. La fijacin del soporte se hace por medio del tor-nillo ( 2 ) y permite, desde luego, fijaciones con cualquier inclinacin den-tro del mismo plano horizontal. No obstante, para el rectificado de conosse utiliza la base graduada del carro transversal.

El eje portamuelas (3 ) va montado sobre unos cojinetes especiales,que deben permitir el giro del mismo a grandes velocidades. El montajede estos ejes, mejor dicho, el diseo de este montaje es una verdadera es-pecialidad, si se tiene en cuenta que llegan a girar a velocidades del ordende las 15.000 vueltas por minuto.

El motor ( 4 ) transmite el movimiento al eje, para lo cual se disponeuna correa (5 ) que se ha comprobado que da mejor resultado cuando esde lona, ya que resiste mucho mejor las tensiones que tienen lugar a tanaltas velocidades sin transmitirlas al eje portamuelas.

El tensor ( 6 ) sirve para mantener constante la tensin de la correa.Algunos de estos dispositivos llevan un aditamiento ( 7 ) que sirve para

Figura 809. Rectificado de interiores.

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regular micromtricamente las penetraciones de muela, sin necesidad dehacerlo por desplazamiento transversal del carro. El mecanismo de acerca-miento de la muela es a base de una excntrica que no llega a afectar de-masiado a la altura de la muela ni siquiera en las posiciones extremas.

La reglamentacin para evitar accidentes, indica que deben montarseprotecciones (8 ) para que en caso de rotura de la muela no se proyectenlos trozos sueltos.

Mediante el cambio correspondiente del eje portamuelas pueden efec-tuarse operaciones de rectificado de interiores (figura 809).

REGLAS Y OBSERVACIONES PARA EL RECTIFICADO

Una vez estudiada la teora del rectificado, procederemos a recogeren las observaciones o reglas una serie de datos a tener en cuenta alefectuar operaciones de este tipo.

1. El rectificado cilindrico correcto slo debe efectuarse montando lapieza entre puntos fijos, ya que el acabado y perfeccin del rectificadodepende principalmente del centrado de la pieza.

2. Se procurar que todas las piezas tengan los mismos excedentesde material, a fin de evitar desgastes excesivos e irregulares de la muela,ahorrando al mismo tiempo las frecuentes mediciones de la pieza que setrabaja. Si las piezas tienen adems la misma longitud exacta, se facilitaextraordinariamente la regulacin de los topes.

3. Refrigeracin abundante y adecuada. La refrigeracin tiene dos ob-jetivos principales : evacuacin del calor y precipitacin del polvo produ-cido por el trabajo (figura 810).

4. Se cuidar de que las piezas giren concntricamente facilitandoas el trabajo de la mquina.

5. Se considerarn las operaciones de rectificado en una pieza, comolas ltimas a realizar de su proceso de mecanizado. Deben efectuarse siem-pre con anterioridad todas las operaciones de fresado de ranuras, tala-dros, etc.

6. Acertada eleccin de las muelas. Las muelas blandas se conservanms tiempo que las muelas duras desarrollando un trabajo ms exacto.Recordar siempre: material duro, muela blanda; material blando, mueladura.

7. Velocidad adecuada en funcin del trabajo a efectuar y del ma-terial a trabajar.

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Figura 810. Refrigeracin en el rectificado.

8. Avance de a muela por revolucin de la pieza. Para el hierro yy acero se admite un avance de 2/3 a 3/4 de la anchura de la muela y parafundicin de hierro, de 3/4 a 5/6 de la misma anchura.

9. Velocidad perifrica de las piezas. En piezas de un dimetro de unos150 mm. de hierro forjado o acero, la velocidad ms ventajosa vara entre12 y 15 metros por minuto; en piezas pequeas, hasta 50 mm. de dime-tro la velocidad no debe exceder de 9 a 12 m. En hierro fundido puedeadmitirse una velocidad ligeramente superior.

10. En el rectificado de acabado o alisado, la superficie exterior que-da tanto ms fina cuanto ms diminuta sea la graduacin y composicin

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de la muela y mayor sea la velocidad perifrica de funcionamiento. Antesde! alisado se proceder al rectificado de la muela.

Cuando ya se ha profundizado hasta la medida, se deja pasear lamuela por la pieza al mismo tiempo que desplaza en toda su longitud,desapareciendo as las pequeas irregularidades o manchas pticas quepuedan presentar las piezas.

DEFECTOS DE RECTIFICADO

El rectificado correcto debe dejar una superficie uniformemente pu-lida y en la que no se destaquen marcas de ningn gnero, siendo el ra-yado de toda la superficie uniforme, las rayas o marcas que pueden apa-recer en un trabajo de rectificado son siempre ndice de un trabajo defec-tuoso. Tambin puede dar lugar el rectificado a la aparicin de grietas,aunque la causa de stas no es siempre un defecto de rectificado, sinoque a veces en el caso de los aceros procede de un tratamiento trmicodefectuoso que crea tensiones que producen al rectificar las citadas grietas.Cuando el rectificado es defectuoso, los remedios ms comunes para evitarestos defectos son :

1. Rectificado de la superficie de la muela.

2. Utilizacin de una muela de grado ms blando.

3. Disminucin de la velocidad de la muela o aumento de la veloci-dad de la pieza.

4. Empleo de una muela ms estrecha o un rea de contacto menor.

5. Cuando se emplea refrigerante, aumentar la cantidad de ste.

6. Empleo de muelas de estructura ms abierta o porosa.

7. Un aumento en la velocidad de avance.

8. En algunos casos, pasar del rectificado con refrigerante al rectifi-cado en seco.

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Figura 812. Esquema de rectificado sin centros.

RECTIFICADO SIN CENTROS

El rectificado sin centros es en realidad una operacin especial del rec-tificado y se efecta sobre piezas en las que por su forma o tamao no hayposibilidad de poder montarlas entrepuntos.

Se realiza en mquinas especiales(figura 811 ), pero a fin de completarel estudio efectuado en esta leccindaremos una pequea descripcin dela forma en que se realiza este tra-bajo.

La mquina est provista de dosmuelas de distinto dimetro (figura812) que giran en el mismo sentido.Entre ellas una placa o barra (1 ) sir-ve de soporte a la pieza ( 2 ) . El ejede la muela ( 4 ) de menor dimetrollamada muela de arrastre est ligera-mente inclinada respecto de la mue-la (3 ) llamada muela de trabajo, co-mo se muestra en la figura 812. Lamuela de arrastre al girar, obliga ala pieza a girar en sentido contrarioa la muela de trabajo, al mismo tiem-po que la obliga a avanzar. En la f i -

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Figura 813. Detalle del rectificadosin centros.

GERSA - Llorens y Barba, 38 - Barcelona-13Depsito Legal: B. 3134-1959ISBN 84-329-0020-6 (Obra compl.)ISBN 84-329-0021-4 (Fascculos)

gura 813 puede ver el detalle de lasituacin de las muelas, la barra desostn y la pieza en la rectificadora dela figura 811.

EMPLEO DEL TORNO COMOMAQUINA DE AFILAR

Figura 814. Afilado sobre torno deuna pieza de dientes cnicos.

Lo explicado sobre el rectificado enel torno puede aplicarse al afilado dedeterminadas herramientas. Vea en lafigura 814 el afilado de una fresa de dientes cnicos en un torno paralelo.La herramienta a afilar se monta entre puntos y el dispositivo de afilarse coloca de la misma forma que para el rectificado. La puesta en posicinde cada uno de los dientes de la fresa es sealada por un ndice desplaza-ble al igual que en las mquinas afiladoras.