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Maquinas Herramientas

Máquina herramienta 2

Máquina herramientaLa máquina herramienta es un tipo de máquina que se utiliza para dar forma amateriales sólidos, principalmente metales. Su característica principal es su falta demovilidad, ya que suelen ser máquinas estacionarias. El moldeado de la pieza se realiza porla eliminación de una parte del material, que se puede realizar por arranque de viruta, porestampado, corte o electroerosión.El término máquina herramienta se suele reservar para herramientas que utilizan unafuente de energía distinta del movimiento humano, pero también pueden ser movidas porpersonas si se instalan adecuadamente o cuando no hay otra fuente de energía. Muchoshistoriadores de la tecnología consideran que las auténticas máquinas herramientanacieron cuando se eliminó la actuación directa del hombre en el proceso de dar forma otroquelar los distintos tipos de herramientas. Por ejemplo, se considera que el primer tornoque se puede considerar máquina herramienta fue el inventado alrededor de 1751 porJacques de Vaucanson, puesto que fue el primero que incorporó el instrumento de corte enuna cabeza ajustable mecánicamente, quitándolo de las manos del operario.Las máquinas herramienta pueden utilizar una gran variedad de fuentes de energía. Laenergía humana y la animal son opciones posibles, como lo es la energía obtenida a travésdel uso de ruedas hidráulicas. Sin embargo, el desarrollo real de las máquinas herramientacomenzó tras la invención de la máquina de vapor, que llevó a la Revolución Industrial. Hoyen día, la mayor parte de ellas funcionan con energía eléctrica.Las máquinas-herramienta pueden operarse manualmente o mediante control automático.Las primeras máquinas utilizaban volantes para estabilizar su movimiento y poseíansistemas complejos de engranajes y palancas para controlar la máquina y las piezas en quetrabajaba. Poco después de la Segunda Guerra Mundial se desarrollaron los sistemas decontrol numérico. Las máquinas de control numérico utilizaban una serie de númerosperforados en una cinta de papel o tarjetas perforadas para controlar su movimiento. En losaños 60 se añadieron computadoras para aumentar la flexibilidad del proceso. Talesmáquinas se comenzaron a llamar máquinas CNC, o máquinas de Control Numérico porComputadora. Las máquinas de control numérico y CNC pueden repetir secuencias una yotra vez con precisión, y pueden producir piezas mucho más complejas que las que puedahacer el operario más experimentado.

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→ Fresadora con CNC.

Tipos de máquinaherramientaPor la forma de trabajar lasmáquinas herramientas se puedenclasificar en tres tipos; •  De desbaste o desbastadoras,

que dan forma a la pieza porarranque de viruta.

•  Prensas, que dan forma laspiezas mediante el corte, elprensado o el estirado.

•  Especiales, que dan forma a lapieza mediante técnicasdiferentes, láser, electroerosión,ultrasonidos, plasma...

La máquina herramienta es un tipo de máquina que se utiliza para dar forma a materialessólidos, principalmente metales. Su característica principal es su falta de movilidad, ya quesuelen ser máquinas estacionarias. El moldeado de la pieza se realiza por la eliminación deuna parte del material, que se puede realizar por arranque de viruta, por estampado, corteo electroerosión.El término máquina herramienta se suele reservar para herramientas que utilizan unafuente de energía distinta del movimiento humano, pero también pueden ser movidas porpersonas si se instalan adecuadamente o cuando no hay otra fuente de energía. Muchoshistoriadores de la tecnología consideran que las auténticas máquinas herramientanacieron cuando se eliminó la actuación directa del hombre en el proceso de dar forma otroquelar los distintos tipos de herramientas. Por ejemplo, se considera que el primer tornoque se puede considerar máquina herramienta fue el inventado alrededor de 1751 porJacques de Vaucanson, puesto que fue el primero que incorporó el instrumento de corte enuna cabeza ajustable mecánicamente, quitándolo de las manos del operario.Las máquinas herramienta pueden utilizar una gran variedad de fuentes de energía. Laenergía humana y la animal son opciones posibles, como lo es la energía obtenida a travésdel uso de ruedas hidráulicas. Sin embargo, el desarrollo real de las máquinas herramientacomenzó tras la invención de la máquina de vapor, que llevó a la Revolución Industrial. Hoyen día, la mayor parte de ellas funcionan con energía eléctrica.

Convencionales Entre las máquinas convencionales tenemos las siguientes máquinas básicas: •  → Torno, es una de las máquinas más antiguas y trabaja mediante el arranque de

material mediante una herramienta cortante y brocas. Para ello la pieza gira y medianteun carro en el que se sitúa la herramienta se va desgastando la pieza obteniendo partescilíndricas y cónicas. Si se coloca una broca en la colocación correspondiente, se puedenrealizar agujeros.

Hay varios tipos de tornos: los paralelos, que son los convencionales; los de control numérico, que están controlados por un sistema electrónico programable; los de levas,

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en que el control se realiza mediante unas levas, éstos también son llamados dedecoletaje; los tornos revólver, que poseen una torreta que gira, el revólver, en la cualse sitúan los diferentes útiles de trabajo.

•  Taladros, destinados a perforación, estas máquinas herramientas son, junto con lostornos, las más antiguas. En ellas el útil es el que gira y la pieza permanece fija a unamordaza o colocación. El útil suele ser normalmente, en los taladros, una broca que,debidamente afilada, realiza el agujero correspondiente. También se pueden realizarotras operaciones con diferentes útiles, como avellanar y escariar.

Un tipo especial de taladradoras son las punteadoras que trabajan con pequeñasmuelas de esmeril u otro material. Son utilizadas para operaciones de gran precisión ysus velocidades de giro suelen ser muy elevadas.

•  → Fresadora, con la finalidad de la obtención de superficies lisas o de una formaconcreta, las fresadoras son máquinas complejas en las que es el útil el que gira y lapieza la que permanece fija a una bancada móvil. El útil utilizado es la → fresa, que sueleser redonda con diferentes filos cuya forma coincide con la que se quiere dar a la pieza atrabajar. La pieza se coloca sólidamente fijada a un carro que la acerca a la fresa en lastres direcciones, esto es en los ejes X, Y y Z.

Con diferentes útiles y otros accesorios, como el divisor, se pueden realizar multitudde trabajos y formas diferentes.

•  Pulidora, trabaja con un disco abrasivo que va comiendo el material de la pieza atrabajar. Se suele utilizar para los acabados de precisión por la posibilidad del controlmuy preciso de la abrasión. Normalmente no se ejerce presión mecánica sobre la pieza.

De vaivén •  Perfiladora, se usa para la obtención de superficies lisas. La pieza permanece fija y el

útil, que suele ser una cuchilla, tiene un movimiento de vaivén que en cada ida come unpoco a la pieza a trabajar.

•  Cepilladora, al contrario de la perfiladora, en la cepilladora es la pieza la que se mueve.Permite realizar superficies lisas y diferentes cortes. Se pueden poner varios útiles a lavez para que trabajen simultáneamente.

•  Sierras, son de varios tipos, de vaivén, circulares o de banda. Es la hoja de corte la quegira o se mueve y la pieza la que acerca a la misma.

Prensas No realizan arranque de viruta, dan forma al material mediante el corte o cizalla, el golpepara el doblado y la presión. Suelen utilizar troqueles y matrices como útiles. Los procesosson muy rápidos y son máquinas de alto riesgo de accidente laboral.

No convencionales •  → Electroerosión, las máquinas de electroerosión desgastan el material mediante chispas

eléctricas que van fundiendo partes minúsculas del mismo. Hay dos tipos de máquinas de electroerosión, las de electrodos, que realizan agujeros de la forma del electrodo o bien desgaste superficiales con la forma inversa de la que tiene el electrodo, hace grabaciones y las de hilo que, mediante la utilización de un hilo conductor del que saltan las chispas que desgastan el material, van cortando las pieza según convenga. En ambos casos

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durante todo el proceso, tanto el útil como la pieza están inmersos en un líquido noconductor.

•  Arco de plasma, se utiliza un chorro de gas a gran temperatura y presión para el cortedel material.

•  Láser, en este caso es un potente y preciso rayo láser el que realiza el corte vaporizandoel material a eliminar.

•  Ultrasónica, haciendo vibrar un útil a velocidades ultrasónicas, por encima de los 20.000Hz y utilizando un material abrasivo y agua se van realizando el mecanizado de la piezapor la fricción de las partículas abrasivas. Se usa para trabajar materiales muy duroscomo el vidrio y el diamante y las aleaciones de carburos.

Útiles y fluidos para el corte Los útiles utilizados en las máquinas herramientas tiene una importancia capital para elbuen resultado del proceso a realizar. La calidad el material con el que están construidosasí como el preparado muy afilado de los mismos son factores determinantes para laprecisión buscada y la duración del propio útil.Una cuestión en extremo importante es la refrigeración de la operación. Para ello esnecesario el prever de un mecanismo que se encargue de refrigerar la zona de fricción.Esto se realiza con el fluido llamado taladrina que es una mezcla de aceite y agua.

Historia La evolución del hombre y en particular de su tecnología se ha basado en la utilización deherramientas, éstas eran como la prolongación de las manos humanas. Las primerasmáquinas herramientas que aparecieron fueron los tornos y los taladros, en principio muyrudimentarios y manuales. El movimiento se proporcionaba manual y directamente al útil oal material que se quería trabajar. El arco de violín fue ese primer embrión de máquinaherramienta cuyo origen se pierde en el tiempo.En 1250 el avance permitió dejar la manos libres para el trabajo al poder imprimir elmovimiento necesario con el pie mediante el artilugio de pedal y pértiga flexible.A principios del siglo XVI Leonardo da Vinci tenía diseñadas tres máquinas fundamentalespara el acuñado de monedas: la laminadora, la recortadora y la prensa de balancín. Susdiseños servirían de orientación para el desarrollo de máquinas en el futuro. Por esta épocase descubrió la combinación del pedal con un vástago y una biela para conseguir elmovimiento rotativo, que rápidamente se aplicó a las → ruedas de afilar y poco más tarde alos tornos, a los cuales hubo que añadir un volante de inercia para poder evitar el efectoalto y bajo que producen los puntos muertos.El torno va perfeccionándose y sobre 1658 se le añade el mandril y se comienza lamecanización de piezas de acero, en 1693 todavía no se había generalizado esa actividad.En 1650, el matemático francés Blaise Pascal, enunció el principio de la prensa hidráulica,pero no se utilizaría para aplicaciones industriales hasta 1770, año en el que Bramachpatentaba en Londres una prensa hidráulica. Años después se utilizaría en Francia para elacuñado de moneda.Los fabricantes de relojes de los siglos XVII y XVIII ya utilizaban tornos y roscadoras que les permitían obtener muy buenas precisiones. Destaca el diseño de roscadora hecho por

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Jesé Ramsden en 1777.

El agua como fuente de movimiento La rueda hidráulica que proporcionaba movimiento a los molinos y a los martillos pilones yfuelles de las ferrerías y herrerías desde el siglo XIV y a las barrenadoras, poco despuéspasó a ser la fuente de movimiento para los tornos y taladradoras que componían lostalleres de los siglos XVII y XVIII, hasta la llegada de la máquina de vapor verdaderamentepráctica que pudo ser construida por Watt gracias a la mandrinadora que John Wilkinsonrealizó en 1775 que lograba una tolerancia del "espesor de una moneda de seis peniques enun diámetro de 72 pulgadas", precisión suficiente para el ajuste de la máquina de Watt.

El vapor como fuente de movimiento, la Revolución En el siglo XVIII aparece la máquina de vapor, siendo una de sus causas de la revoluciónindustrial y del perfeccionamiento de las máquinas-herramienta. La rueda hidráulica quedasustituída por la máquina de vapor y con ello el taller adquiere independencia en suubicación. El movimiento se distribuye mediante poleas a todas las máquinas que locomponen, cosa que ya se había empezado ha realizar con las ruedas hidráulicas. Tambiénse adquiere independencia del tiempo atmosférico, ya no se depende del caudal de los ríos.A partir de este momento comenzaría un proceso que dura hasta nuestro día: la necesidadde diseñar máquinas precisas que permitan crear otras máquinas. Uno de los principalesfabricantes de máquinas-herramienta de aquellos tiempos, el inglés Henry Maudslay, seríael primero en darse cuenta de esta necesidad. Fue él el que introdujo mejoras quegarantizaron precisiones muy altas y robustez. La utilización de bancadas metálicas y lasplacas guía para los carros porta-herramientas y los husillos roscados-tuerca fueron elfundamento del aumento de precisión y fiabilidad.Para poder apreciar la precisión de una máquina en un trabajo depreciando hay que tenerla herramienta precisa para la realización de la medida. El paso importante lo dio en 1805Maudslay, que ya cinco años antes había realizado el primer torno íntegro de metal con unhusillo guía patrón, el aparato medidor era un micrómetro al cual llamó El señor Canciller ypodía medir hasta la milésima de pulgada.Durante el siglo XIX el desarrollo de la máquina herramienta sería tremendo. Los logrosconseguidos por Maudslay fueron el comienzo de un sinfín de máquinas diferentes quedaban respuesta a las necesidades de las diferentes industrias manufacturadoras yconstructoras con el mecanizado de las piezas que precisaban para su actividad. Así puesante, por ejemplo, la necesidad de planear planchas de hierro se construyó el primer cepillopuente. Los herederos técnicos de Maudslay, Richard Roberts, James Nasmyth y JosephWhitworth, son los artífices de esta evolución de creación. Roberts construye el cepillopuente, Nasmyth, la primera limadora, y en 1817 el alemán Dietrich Uhlhöm realiza laprensa de acuñación de monedas, gran avance en la fabricación de las mismas.Las prensas se perfeccionan en la segunda mitad del siglo XIX, cuando en 1867 aparece laprensa de fricción, del francés Cheret, y en tres años después la excéntrica de la casa Blis& Williams de EE. UU.El fresado nace con la Guerra de la Independencia de las colonias inglesas de América del Norte. La necesidad de la producción de grandes cantidades de armamento que obligó a su fabricación en serie, llevó a Ely Whitney a fabricar la primera fresadora en 1818, que 30 años después sería perfeccionada por el ingeniero Howe quien la dotaría de movimientos

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en los tres ejes, también desarrolla una fresadora copiadora.J. R. Brown introduce el divisor en 1862 constituyendo un importante avance. La fresadoraalcanza el máximo desarrollo en 1884 cuando la casa Cincinnati de Estados Unidosconstruye la fresadora universal, que incorpora por vez primera un carnero cilíndricodesplegable axialmente. Otro paso importante, antes de la automatización por controlnumérico, fue la introducción del cabezal giratorio que permite trabajar en cualquier planoentre el horizontal y el vertical producida en 1894 por el francés Huré.El torno paralelo que desarrolló Whitworth en 1850 se ha mantenido vigente hasta laactualidad y solo sufrió la mejora de la Caja Norton introducida en 1890 (Whitworthtambién desarrollo el estándar de rosca que lleva su nombre).En 1854 se introdujo las torretas revólver en los tornos naciendo así el torno revólver queposibilita la realización de diferentes operaciones con un solo amarre de la pieza. Unavariación de éstos fue la introducción del trabajo en barra continua. Para 1898 ya se habíandesarrollado los tornos automáticos (que solucionaban las grandes producciones depequeñas piezas).El liderazgo inglés en el desarrollo y fabricación de máquinas herramienta pasó a principiosdel siglo XX a los estadounidenses.El desarrollo de la herramienta va unido al de la propia máquina. Así pues en 1865 salen lasnuevas herramientas de acero aleado aumentando la capacidad de mecanizado y en 1843 serealizan muelas de esmeril artificiales que permiten sustituir la obsoleta piedra arenisca.El descubrimiento del acero rápido en 1898 por Taylor y White aumentó la velocidad decorte (la multiplicó por 3) y la capacidad de desprendimiento de viruta (por más de 7).La fabricación de muelas desarrolla las rectificadoras, tanto cilíndricas como de superficieplana. El descubrimiento del carburo de silicio en 1891 por Edward Goodrich Acheson queproporcionó la oportunidad de desarrollar máquinas con grandes velocidades de corte,abriendo de esta forma la oportunidad a la construcción de máquinas mucho más precisas ypotentes que eran precisadas por la creciente industria automovilista.El XIX sería el siglo del desarrollo industrial.

El siglo XX, el gran avance El siglo XX debe dividirse en dos períodos diferenciados, el que va de principio de siglo afinales de la Segunda Guerra Mundial y desde ésta a fin de siglo. Los avances son muydiferentes, mientras que en la primera parte se mantiene el ritmo de siglo XIX, que ya eraalto, en la otra la tecnología progresa muy rápidamente, en especial la electrónica, unanueva, la informática que permite, junto con el conocimiento de materiales, unos cambiosque se pueden considerar como revolucionarios.

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Hasta el final de la II Guerra Mundial La electricidad como fuente de movimiento ya se había desarrollado a finales del XIX. En elXX los motores, de corriente alterna y continua ocupan el lugar de los ingenios de vapor yson los encargados de accionar las transmisiones generales de los talleres industriales.Para 1910 se comienza a utilizar tolerancias de milésimas de metro y se universaliza elmicrómetro como aparato de medida de precisión. La industria del automóvil actúa comomotor en el avance de las tecnologías de las máquinas herramientas y de medidas deprecisión. Las exigencias de piezas intercambiables y de una precisión cada vez mayor haceque se produzcan avances importantes, como el de la punteadora vertical con mesa decoordenadas polares desarrollada por el suizo Prrenond Jacot que logra precisiones hastaentonces inimaginables.La incorporación de diferentes tecnologías, como los cabezales de cojinetes, losrodamientos de bolas o los husillos de bolas hacen que se produzca un considerableaumento de la productividad en toda la industria, en especial en la del automóvil.Los avances en materiales, fundamental para la fabricación de las herramientas de corte,sufre un importante aporte en 1927 con la aparición de la widia, presentada en la feria deLeipzig (Alemania) por la empresa Krupp.Los sistemas de movimientos y de control se van complicando y mejorando conincorporación de motores eléctricos locales, incluso para los diferentes ejes de una mismamáquina, controles hidraúlicos, neumáticos y eléctricos.En los años 20 se desarrolla el concepto de unidades autónomas de mecanizado y con él elde la transferencia de pieza a mecanizar y la unión de ambos da como resultado la máquinatransfer que es un conjunto de unidades autónomas.

La segunda mitad del siglo XX En 1943 el matrimonio de científicos soviéticos Lazarenko descubre y construye lasprimeras máquinas de electroerosión que se desarrolla a partir de 1950 y en especial de1955 cuando los estadounidenses logran realizar máquinas similares. La electroerosióntendría otro avance espectacular al contar con las tecnologías electrónicas de control definales de siglo y desarrollarse la electroerosión por hilo.En 1948 ya se empiezan a desarrollar los primeros controles electrónicos para fresadoras.Después de una investigación protagonizada por el Instituto Tecnológico de Massachussetsse logra realizar un prototipo y presentarlo en 1952 (se programaba mediante cintaperforada y la máquina podía efectuar movimientos simultáneos coordinados en los tresejes).El desarrollo de la electrónica permite realizar, para comienzos de la década de los 70,controles electrónicos. Nace el concepto de control numérico que se generaliza en los años80 y se beneficia del nacimiento y avances de la informática.Con el control numérico y su extensión a todo tipo de máquinas nace el concepto de centrode mecanizado, que es una máquina que es capaz de realizar las funciones de otras dediferente tipo, tornea, fresa, mandrina, taladra... tiene un almacén de herramientas y escapaz de posicionar la pieza a mecanizar en las diferente posiciones necesarias y en lasdiferentes colocaciones. Todo ello con un control centralizado.Las máquinas han ganado en simplicidad mecánica, primero, y en electrónica, después, al pasar los elementos de control de mecanismos mecánicos a eléctricos o electrónicos,

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primero, y a programación, después. Como en el caso de la informática, el hardware essustituido por el software.La unión de máquinas individuales con elementos de transporte y colocación de las piezas,como robot o pórticos, todos ellos controlados desde un sistema de control central ycoordinado crean células de fabricación flexibles. A la integración de la mecánica y laelectrónica se le ha dado en llamar mecatrónica.Junto al avance de los sistemas de control se ha desarrollado otro, mucho más silencioso, enreferencia a los materiales de construcción de las propias máquinas, desarrollándoseplásticos y resinas de dureza y flexibilidad excelentes y sistemas de motores planos quepermiten mejores rendimientos en los movimientos de las piezas y herramientas.En cuanto a las herramientas, los progresos en materiales cerámicos y en los estudios delas formas geométricas han influido en un notable rendimiento de las herramientas de corteque ha mejorado ostensiblemente el trabajo realizado.En España tiene una gran tradición en la provincia de Guipúzcoa, concretamente en laslocalidades como Éibar y Elgóibar. En esta última existe un museo[1] y una Escuelaformativa[2] dedicada a este arte.

Notas [1]  Museo de la Máquina Herramienta de Elgoibar (Guipúzcoa) (http:/ / www.

museo-maquina-herramienta. com/ )[2]  IMH (http:/ / www. imh. com)

Véase también •  → Mecanizado•  Tecnología mecánica•  Laminadora Pantógrafo

Enlaces externos •  Máquina herramienta (http:/ / www. metalunivers. com/ arees/ historia/ default. htm)•  Historia de la máquina-herramienta (http:/ / www. metalunivers. com/ Arees/ historia/

subportadas/ historia. htm).•  Definición y usos de las máquinas-herramientas (http:/ / materialesyconstruccion. com/

maquina-herramienta. html).•  AFM - Asociación Española de Fabricantes de Máquina-Herramienta (http:/ / www. afm.

es/ )•  Ferias de Máquina-Herramienta (http:/ / www. maquinaplus. com/ events/

ferias-maquina-herramienta)

Source: http:/ / es. wikipedia. org/ w/ index. php? oldid=25078008Contributors: Airunp, Alexav8, Aloneibar, Alvaro qc, Automaticoetsii, Cookie, David0811, Feliciano,Fernandodelugo, Gaeddal, Gusgus, HUB, Humberto, Komputisto, Kordas, Kved, MoisesDC, Netito777, Stifax,Tano4595, Txo, Vampire Heart, Vandal Crusher, Yrithinnd, 53 anonymous edits

Mecanizado 10

MecanizadoUn mecanizado es un proceso de fabricación que comprende un conjunto de operacionesde conformación de piezas mediante remoción de material, ya sea por arranque de viruta opor abrasión.Se realiza a partir de productos semielaborados como lingotes, tochos u otras piezaspreviamente conformadas por otros procesos como moldeo o forja. Los productos obtenidospueden ser finales o semielaborados que requieran operaciones posteriores.

Mecanizado por arranque de viruta

Arranque de viruta.

El material es arrancado o cortado con una herramientadando lugar a un desperdicio o viruta. La herramientaconsta, generalmente, de uno o varios filos o cuchillasque separan la viruta de la pieza en cada pasada. En elmecanizado por arranque de viruta se dan procesos dedesbaste (eliminación de mucho material con pocaprecisión; proceso intermedio) y de acabado(eliminación de poco material con mucha precisión;proceso final). Sin embargo, tiene una limitación física:no se puede eliminar todo el material que se quieraporque llega un momento en que el esfuerzo para apretar la herramienta contra la pieza estan liviano que la herramienta no penetra y no se llega a extraer viruta.

Mecanizado por abrasión

Muela abrasiva.

La abrasión es la eliminación de material desgastandola pieza en pequeñas cantidades, desprendiendopartículas de material, en muchos casos, incandescente.Este proceso se realiza por la acción de unaherramienta característica, la muela abrasiva. En estecaso, la herramienta (muela) está formada porpartículas de material abrasivo muy duro unidas por unaglutinante. Esta forma de eliminar material rayando lasuperficie de la pieza, necesita menos fuerza paraeliminar material apretando la herramienta contra lapieza, por lo que permite que se puedan dar pasadas demucho menor espesor. La precisión que se puedeobtener por abrasión y el acabado superficial puedenser muy buenos pero los tiempos productivos son muy prolongados.

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Movimientos de corte En el proceso de mecanizado por arranque de material intervienen dos movimientos, elmovimiento de corte, por el cual la herramienta corta el material, y el movimiento deavance, por el cual la herramienta encuentra nuevo material para cortar. Cada uno de estosdos movimientos lo puede tener la pieza o la herramienta según el tipo de mecanizado.

Trabajos manuales y trabajos hechos con máquinaherramienta

Mecanizado manual Es el realizado por una persona con herramientas exclusivamente manuales: sierra, lima,cincel, buril; en estos casos el operario mecaniza la pieza utilizando alguna de estasherramientas, empleando para ello su destreza y fuerza.

Mecanizado con máquina herramienta El mecanizado se hace mediante una máquina herramienta, manual, semiautomática oautomática, pero el esfuerzo de mecanizado es realizado por un equipo mecánico, con losmotores y mecanismos necesarios. Las máquinas herramientas de mecanizado clásicas son:•  → Taladro: La pieza es fijada sobre la mesa del taladro, la herramienta, llamada broca,

realiza el movimiento de corte giratorio y de avance lineal, realizando el mecanizado deun agujero o taladro teoricamente del mismo diámetro que la broca y de la profundidaddeseada.

•  → Limadora: esta máquina herramienta realiza el mecanizado con una cuchilla montadasobre el porta herramientas del carnero, que realiza un movimiento lineal de corte, sobreuna pieza fijada la mesa, que tiene el movimiento de avance perpendicular al movimientode corte.

•  Mortajadora : máquina que arranca material linealmente del interior de un agujero. Elmovimiento de corte lo efectúa la herramienta y el de avance la mesa donde se monta lapieza a mecanizar.

•  Cepilladora: de mayor tamaño que la limadora, tiene una mesa deslizante sobre la que sefija la pieza y que realiza el movimiento de corte deslizándose longitudinalmente, lacuchilla montada sobre un puente sobre la mesa se desplaza transversalmente en elmovimiento de avance.

•  → Brochadora : Máquina en la que el movimiento de corte lo realiza unaherramientabrocha de múltiples filos progresivos que van arrancando material de lapieza con un movimiento lineal.

•  → Torno: el torno es la máquina herramienta de mecanizado más difundida, estas son enla industria las de uso mas general, la pieza se fija en el plato del torno, que realiza elmovimiento de corte girando sobre su eje, la cuchilla realiza el movimiento de avanceeliminando el material en los sitios precisos.

•  → Fresadora: en la fresadora el movimiento de corte lo tiene la herramienta; que sedenomina fresa, girando sobre su eje, el movimiento de avance lo tiene la pieza, fijadasobre la mesa de la fresadora que realiza este movimiento.

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Economía del mecanizado

Gráfico aproximado en escalas logarítmicas del coste demecanización en función del número de piezas a mecanizar por

lote.      Máquinas tradicionales.      Máquinas de controlnumérico.      Máquinas especiales o de transferencia (transfert).

Los costes de producción de unaserie de piezas en unamáquina-herramienta se dividenen unos costes fijos y unos costespor unidad de producción.

donde C (n) es el coste deproducción de una serie de npiezas, Cf (n) es el coste noproductivo del proceso para npiezas, co es el coste unitario deoperación y n es el número depiezas producido. El valor de estasvariables depende del número depiezas de la serie.

Atendiendo a los tiempos delproceso, el coste de producciónpuede analizarse mediante lasiguiente expresión:

donde Ch es el coste horario,incluyendo el coste de la mano de obra directa, amortización de instalaciones,mantenimiento, etc; tnp es el tiempo no productivo, que incluye los tiempos de preparaciónde la máquina (tiempo de fase); top es el tiempo de operación, Cf es el coste de los filos decorte, que es el coste de las plaquitas en caso de utilizar plaquitas intercambiables, o elcoste de toda la herramienta en el caso de herramientas enterizas; trf es el tiempo dereposición de los filos de corte; tm es el tiempo de mecanizado, es decir, el tiempo duranteel cual la herramienta está cortando; y T es la duración o tiempo de vida de la herramienta.

El coste horario será mayor cuanto mayor sea el coste de amortización de la máquina y lacualificación de la mano de obra. Los procesos que utilizan máquinas-herramienta decontrol numérico tienen un coste horario superior a los procesos que utilizan máquinasconvencionales, pero inferior a los procesos que utilizan máquinas especiales, como lasmáquinas de transferencia (transfert). En el mismo sentido, los tiempos de preparaciónpara un lote son mayores en una máquina de control numérico que en una máquinaconvencional, pues se necesita preparar la programación de control numérico de lasoperaciones del proceso.Los tiempos de operación son menores en una máquina de control numérico que en unamáquina convencional, por lo cual, a partir de cierto número de piezas en un lote, elmecanizado es más económico utilizando el control numérico. Sin embargo, para lotesgrandes, el proceso es más económico utilizando máquinas especiales, como las máquinasde transferencia.

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Véase también

Procesos•  Proceso de fabricación•  Artesanía del hierro•  Metalurgia•  Siderurgia•  Acabado•  → ElectroerosiónVariables•  → Velocidad de corte•  → Avance•  → Profundidad de

pasada

Máquina-herramienta•  → Torno•  → Fresadora•  Centro de mecanizado•  → Taladradora•  Mortajadora•  Cepilladora•  → Brochadora•  → Mandrinadora•  → Limadora•  → Rectificadora•  → Amoladora

Materiales•  Acero rápido•  Carburo metálico•  Cermet•  Nitruro de boro

cúbico•  Diamante

policristalino•  Acero•  Aluminio•  Cobre•  Bronce•  Latón•  Titanio•  Madera•  Piedra

Herramientas•  Muela•  → Broca•  → Fresa

(herramienta)•  Lima (herramienta)

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Torno

Este artículo se refiere a los tornos utilizados en la industria metalúrgica para elmecanizado de metales. Para otros tipos de tornos y para otras acepciones de estapalabra, véase Torno (desambiguación)

Torno paralelo moderno.

Se denomina torno (del latíntornus, y este del griego τόρνος,giro, vuelta)[1] a un conjunto demáquinas herramienta quepermiten mecanizar piezas deforma geométrica de revolución.Estas máquinas-herramientaoperan haciendo girar la pieza amecanizar (sujeta en el cabezal ofijada entre los puntos de centraje)mientras una o variasherramientas de corte sonempujadas en un movimientoregulado de avance contra lasuperficie de la pieza, cortando laviruta de acuerdo con lascondiciones tecnológicas de

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mecanizado adecuadas. Desde el inicio de la Revolución industrial, el torno se haconvertido en una máquina básica en el proceso industrial de mecanizado.El torno es una máquina que trabaja en el plano porque solo tiene dos ejes de trabajo,normalmente denominados Z y X. La herramienta de corte va montada sobre un carro quese desplaza sobre unas guías o rieles paralelos al eje de giro de la pieza que se tornea,llamado eje Z; sobre este carro hay otro que se mueve según el eje X, en dirección radial ala pieza que se tornea, y puede haber un tercer carro llamado charriot que se puedeinclinar, para hacer conos, y donde se apoya la torreta portaherramientas. Cuando el carroprincipal desplaza la herramienta a lo largo del eje de rotación, produce el cilindrado de lapieza, y cuando el carro transversal se desplaza de forma perpendicular al eje de simetríade la pieza se realiza la operación denominada refrentado.Los tornos copiadores, automáticos y de Control Numérico llevan sistemas que permitentrabajar a los dos carros de forma simultánea, consiguiendo cilindrados cónicos y esféricos.Los tornos paralelos llevan montado un tercer carro, de accionamiento manual y giratorio,llamado charriot, montado sobre el carro transversal. Con el charriot inclinado a los gradosnecesarios es posible mecanizar conos. Encima del charriot va fijada la torretaportaherramientas.

Historia

Tornos antiguos

Jacques de Vaucanson, inventor de tornos.

Con la posibilidad de poder cilindrar y dar forma adiversos utensilios, instrumentos y piezasornamentales de madera y otros materiales, elhombre inventó y desarrolló el proceso de torneado.

El torno es una de las primeras máquinasinventadas remontándose su uso quizá al año 1000 ycon certeza al 850 a. C. La imagen más antigua quese conserva de los primitivos tornos es un relievehallado en la tumba de Petosiris, un sumo sacerdoteegipcio que murió a fines del s. I. En 1250 nació eltorno de pedal y pértiga flexible, que representó ungran avance sobre el accionado por arquillo, puestoque permitía dejar las manos del operario librespara manejar la herramienta. A comienzos del sigloXV se introdujo un sistema de transmisión porcorrea, que permitía usar el torno en rotacióncontinua. A finales del siglo XV, Leonardo da Vincitrazó en su Códice Atlántico el boceto de variostornos que no pudieron ser construidos entonces por falta de medios pero que sirvieron deorientación para futuros desarrollos.

Hacia 1480 el pedal fue combinado con un vástago y una biela. Con la aplicación de estemecanismo nació el torno de accionamiento continuo, lo que implicaba el uso debiela-manivela, que debía ser combinada con un volante de inercia para superar los puntosmuertos.

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Se inició el mecanizado de metales no férreos, como latón, cobre y bronce y, con laintroducción de algunas mejoras, este torno se siguió utilizando durante varios siglos. En laprimitiva estructura de madera se introdujeron elementos de fundición, tales como larueda, los soportes del eje principal, contrapunto, apoyo de herramientas y, hacia el año1586, el mandril [2] (una pieza metálica, cilíndrica, en donde se fija el objeto a tornear)

Tornos mecánicos

Torno paralelo de 1911

Al comenzar la Revolución Industrial enInglaterra, durante el siglo XVII, sedesarrollaron tornos capaces de dar formaa una pieza metálica. El desarrollo deltorno pesado industrial para metales en elsiglo XVIII hizo posible la producción enserie de piezas de precisión.

En la década de 1780 el inventor francésJacques de Vaucanson construyó un tornoindustrial con un portaherramientasdeslizante que se hacía avanzar medianteun tornillo manual. Hacia 1797 el inventorbritánico Henry Maudslay y el inventorestadounidense David Wilkinson mejoraroneste torno conectando el portaherramientas

deslizante con el 'husillo', que es la parte del torno que hace girar la pieza trabajada. Estamejora permitió hacer avanzar la herramienta de corte a una velocidad constante. En 1820,el mecánico estadounidense Thomas Blanchard inventó un torno en el que una ruedapalpadora seguía el contorno de un patrón para una caja de fusil y guiaba la herramientacortante para tornear una caja idéntica al patrón, dando así inicio a lo que se conoce comotorno copiador.

El torno revólver, desarrollado durante la década de 1840, incorpora un portaherramientasgiratorio que soporta varias herramientas al mismo tiempo. En un torno revólver puedecambiarse de herramienta con sólo girar el portaherramientas y fijarlo en la posicióndeseada. Hacia finales del siglo XIX se desarrollaron tornos de revólver automáticos paracambiar las herramientas de forma automática. En 1833, Joseph Whitworth se instaló porsu cuenta en Manchester. Sus diseños y realizaciones influyeron de manera fundamental enotros fabricantes de la época. En 1839 patentó un torno paralelo para cilindrar y roscar conbancada de guías planas y carro transversal automático, que tuvo una gran aceptación. Dostornos que llevan incorporados elementos de sus patentes se conservan en la actualidad.Uno de ellos, construido en 1843, se conserva en el "Science Museum" de Londres. El otro,construido en 1850, se conserva en el "Birmingham Museum".Fue J.G. Bodmer quien en 1839 tuvo la idea de construir tornos verticales. A finales delsiglo XIX, este tipo de tornos eran fabricados en distintos tamaños y pesos. El diseño ypatente en 1890 de la caja de Norton, incorporada a los tornos paralelos, dio solución alcambio manual de engranajes para fijar los pasos de las piezas a roscar.[3]

Torno 16

Introducción del Control Numérico

Torno moderno de control numérico.

El torno de control numérico es un ejemplo deautomatización programable. Se diseñó paraadaptar las variaciones en la configuración de losproductos. Su principal aplicación se centra envolúmenes de producción medios de piezas sencillasy en volúmenes de produccíón medios y bajos depiezas complejas. Uno de los ejemplos másimportantes de automatización programable es elcontrol numérico en la fabricación de partesmetálicas. El control numérico (CN) es una forma deautomatización programable en la cual el equipo deprocesado se controla a través de números, letras yotros símbolos. Estos números, letras y símbolos están codificados en un formato apropiadopara definir un programa de instrucciones para desarrollar una tarea concreta. Cuando latarea en cuestión cambia, se cambia el programa de instrucciones. La capacidad decambiar el programa hace que el CN sea apropiado para volúmenes de producción bajos omedios, dado que es más fácil escribir nuevos programas que realizar cambios en losequipos de procesado.

El primer desarrollo en el área del control numérico lo realizó el inventor norteamericanoJohn T. Parsons (Detroit 1913-2007), junto con su empleado Frank L. Stulen, en la décadade 1940. El concepto de control numérico implicaba el uso de datos en un sistema dereferencia para definir las superficies de contorno de las hélices de un helicóptero. Laaplicación del control numérico abarca gran variedad de procesos. Se dividen lasaplicaciones en dos categorías:•  Aplicaciones con máquina herramienta, tales como el taladrado, laminado, torneado, etc.•  Aplicaciones sin máquina herramienta, tales como el ensamblaje, trazado e inspección.El principio de operación común de todas las aplicaciones del control numérico es el controlde la posición relativa de una herramienta o elemento de procesado con respecto al objeto aprocesar.

Gestión económica del torneado

Euro

Cuando los ingenieros diseñan una máquina, un equipo o unutensilio, lo hacen mediante el acoplamiento de una serie decomponentes de materiales diferentes y que requierenprocesos de mecanizado para conseguir las tolerancias defuncionamiento adecuado.

La suma del coste de la materia prima de una pieza, el costedel proceso de mecanizado y el coste de las piezas fabricadasde forma defectuosa constituyen el coste total de una pieza.

Desde siempre el desarrollo tecnológico ha tenido comoobjetivo conseguir la máxima calidad posible de loscomponentes así como el precio más bajo posible tanto de lamateria prima como de los costes de mecanizado.

Torno 17

Para reducir el coste de torneado y del mecanizado en general se ha actuado en lossiguientes frentes: •  Conseguir materiales cada vez mejor mecanizables, materiales que una vez mecanizados

en blando son endurecidos mediante tratamientos térmicos que mejoran de forma muysensible sus prestaciones mecánicas de dureza y resistencia principalmente.

•  Conseguir herramientas de mecanizado de una calidad extraordinaria que permiteaumentar de forma considerable las condiciones tecnológicas del mecanizado, o sea, másrevoluciones del cabezal del torno, más avance de trabajo de la herramienta y mástiempo de duración de su filo de corte.

•  Y finalmente conseguir tornos, más robustos, rápidos y precisos que consiguen reducirsensiblemente el tiempo de mecanizado así como conseguir piezas de mayor calidad ytolerancia más estrechas.

Para disminuir el índice de piezas defectuosas se ha conseguido automatizar al máximo eltrabajo de los tornos, disminuyendo drásticamente el torneado manual, y construyendotornos automáticos muy sofisticados o tornos guiados por ordenador que ejecutan unmecanizado de acuerdo a un programa establecido previamente.

Tipos de tornos Actualmente se utilizan en las industrias de mecanizados los siguientes tipos de tornos quedependen de la cantidad de piezas a mecanizar por serie, de la complejidad de las piezas yde la envergadura de las piezas

Torno paralelo

Caja de velocidades y avances de un tornoparalelo

El torno paralelo o mecánico es el tipo de tornoque evolucionó partiendo de los tornos antiguoscuando se le fueron incorporando nuevosequipamientos que lograron convertirlo en una delas máquinas herramienta más importante que hanexistido. Sin embargo, en la actualidad este tipo detorno está quedando relegado a realizar tareas pocoimportantes, a utilizarse en los talleres deaprendices y en los talleres de mantenimiento pararealizar trabajos puntuales o especiales.

Para la fabricación en serie y de precisión han sidosustituidos por tornos copiadores, revólver,automáticos y de CNC. Para manejar bien estostornos se requiere la pericia de profesionales muybien calificados, ya que el manejo manual de sus carros puede ocasionar errores a menudoen la geometría de las piezas torneadas

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Torno copiador

Esquema funcional de torno copiador

Se llama torno copiador a un tipo de torno queoperando con un dispositivo hidráulico y electrónicopermite el torneado de piezas de acuerdo a lascaracterísticas de la misma siguiendo el perfil deuna plantilla que reproduce el perfil de la pieza.

Este tipo de tornos se utiliza para el torneado deaquellas piezas que tienen diferentes escalones dediámetros, que han sido previamente forjadas ofundidas y que tienen poco material excedente.También son muy utilizados estos tornos en eltrabajo de la madera y del mármol artístico para darforma a las columnas embellecedoras. Lapreparación para el mecanizado en un tornocopiador es muy sencilla y rápida y por eso estasmáquinas son muy útiles para mecanizar lotes o series de piezas que no sean muy grandes.

Las condiciones tecnológicas del mecanizado son comunes a las de los demás tornos,solamente hay que prever una herramienta que permita bien la evacuación de la viruta y unsistema de lubricación y refrigeración eficaz del filo de corte de las herramientas medianteabundante aceite de corte o taladrina.

Torno revólver

Operaria manejando un torno revólver

El torno revólver es una variedad de tornodiseñado para mecanizar piezas sobre las que seaposible el trabajo simultáneo de varias herramientascon el fin de disminuir el tiempo total demecanizado. Las piezas que presentan esa condiciónson aquellas que, partiendo de barras, tienen unaforma final de casquillo o similar. Una vez que labarra queda bien sujeta mediante pinzas o con unplato de garras, se va taladrando, mandrinando,roscando o escariando la parte interior mecanizaday a la vez se puede ir cilindrando, refrentando,ranurando, roscando y cortando con herramientasde torneado exterior.

La característica principal del torno revólver es que lleva un carro con una torreta giratoriade forma hexagonal que ataca frontalmente a la pieza que se quiere mecanizar. En latorreta se insertan las diferentes herramientas que realizan el mecanizado de la pieza. Cadauna de estas herramientas está controlada con un tope de final de carrera. Tambiéndispone de un carro transversal, donde se colocan las herramientas de segar, perfilar,ranurar, etc.También se pueden mecanizar piezas de forma individual, fijándolas a un plato de garras deaccionamiento hidráulico.

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Torno automático Se llama torno automático a un tipo de torno cuyo proceso de trabajo está enteramenteautomatizado. La alimentación de la barra necesaria para cada pieza se hace también deforma automática, a partir de una barra larga que se inserta por un tubo que tiene elcabezal y se sujeta mediante pinzas de apriete hidráulico.Estos tornos pueden ser de un solo husillo o de varios husillos:•  Los de un solo husillo se emplean básicamente para el mecanizado de piezas pequeñas

que requieran grandes series de producción.•  Cuando se trata de mecanizar piezas de dimensiones mayores se utilizan los tornos

automáticos multihusillos donde de forma programada en cada husillo se va realizandouna parte del mecanizado de la pieza. Como los husillos van cambiando de posición, elmecanizado final de la pieza resulta muy rápido porque todos los husillos mecanizan lamisma pieza de forma simultánea.

La puesta a punto de estos tornos es muy laboriosa y por eso se utilizan principalmentepara grandes series de producción. El movimiento de todas las herramientas estáautomatizado por un sistema de excéntricas y reguladores electrónicos que regulan el cicloy los topes de final de carrera.Un tipo de torno automático es el conocido como "tipo suizo", capaz de mecanizar piezasmuy pequeñas con tolerancias muy estrechas.

Torno vertical

Torno vertical.

El torno vertical es una variedad de torno diseñadopara mecanizar piezas de gran tamaño, que vansujetas al plato de garras u otros operadores y quepor sus dimensiones o peso harían difícil su fijaciónen un torno horizontal.

Los tornos verticales tienen el eje dispuestoverticalmente y el plato giratorio sobre un planohorizontal, lo que facilita el montaje de las piezasvoluminosas y pesadas. Es pues el tamaño lo queidentifica a estas máquinas, permitiendo elmecanizado integral de piezas de gran tamaño.

En los tornos verticales no se pueden mecanizar piezas que vayan fijadas entre puntosporque carecen de contrapunta. Debemos tener en cuenta que la contrapunta se utilizacuando la pieza es alargada, ya que cuando la herramienta esta arrancado la viruta ejerceuna fuerza que puede hacer que flexione el material en esa zona y quede inutilizado. Dadoque en esta maquina se mecanizan piezas de gran tamaño su único punto de sujeción es elplato sobre el cual va apoyado. La manipulación de las piezas para fijarlas en el plato sehace mediante grúas de puente o polipastos.

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Torno CNC

Torno CNC

El torno CNC es un tipo de torno operado mediantecontrol numérico por computadora. Se caracterizapor ser una máquina herramienta muy eficaz paramecanizar piezas de revolución. Ofrece una grancapacidad de producción y precisión en elmecanizado por su estructura funcional y porque latrayectoria de la herramienta de torneado escontrolada a través del ordenador que llevaincorporado, el cual procesa las órdenes deejecución contenidas en un software quepreviamente ha confeccionado un programadorconocedor de la tecnología de mecanizado en torno.Es una máquina ideal para el trabajo en serie y mecanizado de piezas complejas.

Piezas de ajedrez mecanizadas en untorno CNC.

Las herramientas van sujetas en un cabezal en númerode seis u ocho mediante unos portaherramientasespecialmente diseñados para cada máquina. Lasherramientas entran en funcionamiento de formaprogramada, permitiendo a los carros horizontal ytransversal trabajar de forma independiente ycoordinada, con lo que es fácil mecanizar ejes cónicos oesféricos así como el mecanizado integral de piezascomplejas.La velocidad de giro de cabezal portapiezas, el avancede los carros longitudinal y transversal y las cotas deejecución de la pieza están programadas y, por tanto,

exentas de fallos imputables al operario de la máquina.[4]

Otros tipos de tornos Además de los tornos empleados en la industria mecánica, también se utilizan tornos paratrabajar la madera, la ornamentación con mármol o granito.El nombre de "torno" se aplica también a otras máquinas rotatorias como por ejemplo eltorno de alfarero o el torno dental. Estas máquinas tienen una aplicación y un principio defuncionamiento totalmente diferentes de las de los tornos descritos en este artículo.

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Estructura del torno

Torno paralelo en funcionamiento

El torno tiene cuatro componentes principales: •  Bancada: sirve de soporte para las otras

unidades del torno. En su parte superior llevaunas guías por las que se desplaza el cabezalmóvil o contrapunto y el carro principal.

•  Cabezal fijo: contiene los engranajes o poleasque impulsan la pieza de trabajo y las unidades deavance. Incluye el motor, el husillo, el selector develocidad, el selector de unidad de avance y elselector de sentido de avance. Además sirve parasoporte y rotación de la pieza de trabajo que seapoya en el husillo.

•  Contrapunto: el contrapunto es el elemento quese utiliza para servir de apoyo y poder colocar laspiezas que son torneadas entre puntos, así comootros elementos tales como portabrocas o brocaspara hacer taladros en el centro de los ejes. Estecontrapunto puede moverse y fijarse en diversasposiciones a lo largo de la bancada.

•  Carros portaherramientas: Consta del carro principal, que produce los movimientosde avance y profundidad de pasada y del carro transversal, que se deslizatransversalmente sobre el carro principal. En los tornos paralelos hay además un carrosuperior orientable, formado a su vez por tres piezas: la base, el charriot y el portaherramientas. Su base está apoyada sobre una plataforma giratoria para orientarlo encualquier dirección.

•  Cabezal giratorio o chuck: Su función consiste en sujetar la pieza a maquinar,hayvarios tipos como el chuck independiente de 4 mordazas o el universal mayormenteempleado en el taller mecánico al igual hay cuck magneticosy de seis mordazas,

Equipo auxiliar

Plato de garras

Se requieren ciertos accesorios, como sujetadorespara la pieza de trabajo, soportes yportaherramientas. Algunos accesorios comunesincluyen: •  Plato de sujeción de garras: sujeta la pieza de

trabajo en el cabezal y transmite el movimiento.

Torno 22

Plato y perno dearrastre

•  Centros: soportan la pieza de trabajo en el cabezal y en lacontrapunta.

•  Perno de arrastre: Se fija en el plato de torno y en la pieza detrabajo y le transmite el movimiento a la pieza cuando estámontada entre centros.

•  Soporte fijo o luneta fija: soporta el extremo extendido de lapieza de trabajo cuando no puede usarse la contrapunta.

•  Soporte móvil o luneta móvil: se monta en el carro y permitesoportar piezas de trabajo largas cerca del punto de corte.

•  Torreta portaherramientas con alineación múltiple.•  Plato de arrastre :para amarrar piezas de difícil sujección.•  Plato de garras independientes : tiene 4 garras que actúan de forma independiente

unas de otras.

Herramientas de torneado

→ Brocas de centraje de acerorápido.

Herramienta de metal durosoldada.

Las herramientas de torneado se diferencian en dos factores,el material del que están constituidas y el tipo de operaciónque realizan. Según el material constituyente, lasherramientas pueden ser de acero rápido, metal durosoldado o plaquitas de metal duro (widia) intercambiables.

La tipología de las herramientas de metal duro estánormalizada de acuerdo con el material que se mecanice,puesto que cada material ofrece unas resistencias diferentes.El código ISO para herramientas de metal duro se recoge enla tabla más abajo.

Cuando la herramienta es de acero rápido o tiene la plaquitade metal duro soldada en el portaherramientas, cada vez queel filo se desgasta hay que desmontarla y afilarlacorrectamente con los ángulos de corte específicos en unaafiladora. Esto ralentiza bastante el trabajo. Por ello, cuandose mecanizan piezas en serie lo normal es utilizarportaherramientas con plaquitas intercambiables, que tienenvarias caras de corte de usar y tirar y se reemplazan deforma muy rápida.

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Características de las plaquitas de metal duro

Herramientas de roscar ymandrinar.

Plaquita de tornear de metalduro.

Herramienta de torneadoexterior plaquita de widia

cambiable.

La calidad de las plaquitas de metal duro (Widia) seselecciona teniendo en cuenta el material de la pieza, el tipode aplicación y las condiciones de mecanizado.

La variedad de las formas de las plaquitas es grande y estánormalizada. Asimismo la variedad de materiales de lasherramientas modernas es considerable y está sujeta a undesarrollo continuo.[5]

Los principales materiales de herramientas para torneadoson los que se muestran en la tabla siguiente.

Materiales Símbolos

Metales duros recubiertos HC

Metales duros H

Cermets HT, HC

Cerámicas CA, CN, CC

Nitruro de boro cúbico BN

Diamantes policristalinos DP, HC

La adecuación de los diferentes tipos de plaquitas según sea el material a mecanizar seindican a continuación y se clasifican según una Norma ISO/ANSI para indicar lasaplicaciones en relación a la resistencia y la tenacidad que tienen.

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Código de calidades de plaquitas

Serie ISO Características

Serie P ISO 01, 10, 20, 30, 40, 50 Ideales para el mecanizado de acero, acero fundido, y acero maleablede viruta larga.

Serie M ISO 10, 20, 30, 40 Ideales para tornear acero inoxidable, ferrítico y martensítico, acerofundido, acero al manganeso, fundición aleada, fundición maleable yacero de fácil mecanización.

Serie K ISO 01, 10, 20, 30 Ideal para el torneado de fundición gris, fundición en coquilla, yfundición maleable de viruta corta.

Serie N ISO 01, 10. 20, 30 Ideal para el torneado de metales no-férreos

Serie S Pueden ser de base de níquel o de base de titanio. Ideales para elmecanizado de aleaciones termorresistentes y súperaleaciones.

Serie H ISO 01, 10, 20, 30 Ideal para el torneado de materiales endurecidos.

Código de formatos de las plaquitas de metal duro Como hay tanta variedad en las formas geométricas, tamaños y ángulos de corte, existe unacodificación normalizada compuesta de cuatro letras y seis números donde cada una deestas letras y números indica una característica determinada del tipo de plaquitacorrespondiente. Ejemplo de código de plaquita: SNMG 160408 HC

Primeraletra

Formageométrica

C Rómbica 80º

D Rómbica 55º

L Rectangular

R Redonda

S Cuadrada

T Triangular

V Rómbica 35º

W Hexagonal 80º

Segundaletra

Ángulo deincidencia

A 3º

B 5º

C 7º

D 15º

E 20º

F 25º

G 30º

N 0º

P 11º

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Terceraletra

Toleranciadimensional

J Menor

MayorK

L

M

N

U

Cuartaletra

Tipo de sujección

A Agujero sin avellanar

G Agujero con rompevirutas en dos caras

M Agujero con rompevirutas en una cara

N Sin agujero ni rompevirutas

W Agujero avellanado en una cara

T Agujero avellanado y rompevirutas en una cara

N Sin agujero y con rompevirutas en una cara

X No estándar

Las dos primeras cifras indican en milímetros la longitud de la arista de corte de laplaquita.Las dos cifras siguientes indican en milímetros el espesor de la plaquita.Las dos últimas cifras indican en décimas de milímetro el radio de punta de la plaquita.A este código general el fabricante de la plaqueta puede añadir dos letras para indicar lacalidad de la plaqueta o el uso recomendado.

Especificaciones técnicas de los tornos Principales especificaciones técnicas de los tornos convencionales:[6]

Capacidad •  Altura entre puntos;•  distancia entre puntos;•  diámetro admitido sobre bancada;•  diámetro admitido sobre escote;•  diámetro admitido sobre carro transversal;•  anchura de la bancada;•  longitud del escote delante del plato liso.

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Cabezal •  Diámetro del agujero del husillo principal;•  nariz del husillo principal;•  cono Morse del husillo principal;•  gama de velocidades del cabezal (habitualmente en rpm);•  número de velocidades.

Carros •  Recorrido del carro transversal;•  recorrido del charriot o carro superior;•  dimensiones máximas de la herramienta,•  gama de avances longitudinales;•  gama de avances transversales.•  recorrido del avance automatico*•  carro movil de un torno*

Roscado •  Gama de pasos métricos;•  gama de pasos Witworth;•  gama de pasos modulares;•  gama de pasos Diametral Pitch;•  paso del husillo patrón.

Contrapunto Es mas conocido como cabezal movil esta formado por dos piezas generalmente defundicion, una de las cuales sirve como soporte y contiene las guias que se apoyan sobre eltorno y el dispositivo de inmovilizacion para fijarlo. Este contrapunto puede moverse yfijarse en diversas posiciones a lo largo de la bancada.

Motores •  Potencia del motor principal (habitualmente en kW);•  potencia de la motobomba de refrigerante (en kW).

Lunetas No todos los tipos de tornos tienen las mismas especificaciones técnicas. Por ejemplo lostornos verticales no tienen contrapunto y solo se mecanizan las piezas sujetas al aire. Elroscado a máquina con Caja Norton solo lo tienen los tornos paralelos.

Movimientos de trabajo en la operación de torneado •  Movimiento de corte: por lo general se imparte a la pieza que gira rotacionalmente

sobre su eje principal. Este movimiento lo imprime un motor eléctrico que transmite su giro al husillo principal mediante un sistema de poleas o engranajes. El husillo principal tiene acoplado a su extremo distintos sistemas de sujeción (platos de garras, pinzas, mandrinos auxiliares u otros), los cuales sujetan la pieza a mecanizar. Los tornos tradicionales tienen una gama fija de velocidades de giro, sin embargo los tornos

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modernos de Control Numérico la velocidad de giro del cabezal es variable yprogramable y se adapta a las condiciones óptimas que el mecanizado permite.

•  Movimiento de avance: es el movimiento de la herramienta de corte en la dirección deleje de la pieza que se está trabajando. En combinación con el giro impartido al husillo,determina el espacio recorrido por la herramienta por cada vuelta que da la pieza. Estemovimiento también puede no ser paralelo al eje, produciéndose así conos. En ese casose gira el carro charriot, ajustando en una escala graduada el ángulo requerido, que serála mitad de la conicidad deseada. Los tornos convencionales tiene una gama fija deavances, mientras que los tornos de Control Numérico los avances son programables deacuerdo a las condiciones óptimas de mecanizado y los desplazamientos en vacío serealizan a gran velocidad.

•  → Profundidad de pasada: movimiento de la herramienta de corte que determina laprofundidad de material arrancado en cada pasada. La cantidad de material factible deser arrancada depende del perfil del útil de corte usado, el tipo de material mecanizado,la velocidad de corte, potencia de la máquina, avance, etc.

•  Nonios de los carros: para regular el trabajo de torneado los carros del torno llevanincorporado unos nonios en forma de tambor graduado, donde cada división indica eldesplazamiento que tiene el carro, ya sea el longitudinal, el transversal o el charriot. Lamedida se va conformando de forma manual por el operador de la máquina por lo que serequiere que sea una persona muy experta quien lo manipule si se trata de conseguirdimensiones con tolerancias muy estrechas. Los tornos de control numérico ya no llevannonios sino que las dimensiones de la pieza se introducen en el programa y estas seconsiguen automáticamente.

Operaciones de torneado

Cilindrado

Esquema de torneado cilíndrico.

Esta operación consiste en la mecanización exteriora la que se somete a las piezas que tienenmecanizados cilíndricos. Para poder efectuar estaoperación, con el carro transversal se regula laprofundidad de pasada y, por tanto, el diámetro delcilindro, y con el carro paralelo se regula la longituddel cilindro. El carro paralelo avanza de formaautomática de acuerdo al avance de trabajodeseado. En este procedimiento, el acabadosuperficial y la tolerancia que se obtenga puede serun factor de gran relevancia. Para asegurar calidadal cilindrado el torno tiene que tener bien ajustadasu alineación y concentricidad.

El cilindrado se puede hacer con la pieza al aire sujeta en el plato de garras, si es corta, ocon la pieza sujeta entre puntos y un perro de arrastre, o apoyada en luneta fija o móvil si lapieza es de grandes dimensiones y peso. Para realizar el cilindrado de piezas o ejes sujetosentre puntos, es necesario previamente realizar los puntos de centraje en los ejes.Cuando el cilindrado se realiza en el hueco de la pieza se llama mandrinado.

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Refrentado

Esquema funcional de refrentado

La operación de refrentado consiste en unmecanizado frontal y perpendicular al eje de laspiezas que se realiza para producir un buenacoplamiento en el montaje posterior de las piezastorneadas. Esta operación también es conocidacomo fronteado. La problemática que tiene elrefrentado es que la velocidad de corte en el filo dela herramienta va disminuyendo a medida queavanza hacia el centro, lo que ralentiza la operación.Para mejorar este aspecto muchos tornos modernosincorporan variadores de velocidad en el cabezal detal forma que se puede ir aumentando la velocidadde giro de la pieza.

Ranurado

Poleas torneadas.

El ranurado consiste en mecanizar unas ranurascilíndricas de anchura y profundidad variable en laspiezas que se tornean, las cuales tienen muchasutilidades diferentes. Por ejemplo, para alojar una juntatórica, para salida de rosca, para arandelas de presión,etc. En este caso la herramienta tiene ya conformado elancho de la ranura y actuando con el carro transversalse le da la profundidad deseada. Los canales de laspoleas son un ejemplo claro de ranuras torneadas.

Roscado en el torno Hay dos sistemas de realizar roscados en los tornos, deun lado la tradicional que utilizan los tornos paralelos, mediante la Caja Norton, y de otra laque se realiza con los tornos CNC, donde los datos de la roscas van totalmenteprogramados y ya no hace falta la caja Norton para realizarlo.

Para efectuar un roscado con herramienta hay que tener en cuenta lo siguiente: •  Las roscas pueden ser exteriores (tornillos) o bien interiores (tuercas), debiendo ser sus

magnitudes coherentes para que ambos elementos puedan enroscarse.•  Los elementos que figuran en la tabla son los que hay que tener en cuenta a la hora de

realizar una rosca en un torno:

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Roscaexterioro macho

Roscainteriorohembra

1 Fondo obase

Cresta ovértice

2 Cresta ovértice

Fondo obase

3 Flanco Flanco

4 Diámetrodelnúcleo

Diámetrodeltaladro

5 Diámetroexterior

Diámetrointerior

6 Profundidad de larosca

7 Paso

Para efectuar el roscado hay que realizar previamente las siguientes tareas: •  Tornear previamente al diámetro que tenga la rosca•  Preparar la herramienta de acuerdo con los ángulos del filete de la rosca.•  Establecer la profundidad de pasada que tenga que tener la rosca hasta conseguir el

perfil adecuado.

Roscado en torno paralelo

barra hexagonal

Figura 1

Figura 2

Torno 30

Figura 3

Figura 4

Una de las tareas que pueden ejecutarse en un torno paralelo es efectuar roscas dediversos pasos y tamaños tanto exteriores sobre ejes o interiores sobre tuercas. Para ellolos tornos paralelos universales incorporan un mecanismo llamado Caja Norton, que facilitaesta tarea y evita montar un tren de engranajes cada vez que se quisiera efectuar unarosca.La caja Norton es un mecanismo compuesto de varios engranajes que fue inventado ypatentado en 1890, que se incorpora a los tornos paralelos y dio solución al cambio manualde engranajes para fijar los pasos de las piezas a roscar. Esta caja puede constar de variostrenes desplazables de engranajes o bien de uno basculante y un cono de engranajes. Lacaja conecta el movimiento del cabezal del torno con el carro portaherramientas que llevaincorporado un husillo de rosca cuadrada.El sistema mejor conseguido incluye una caja de cambios con varias reductoras. De estamanera con la manipulación de varias palancas se pueden fijar distintas velocidades deavance de carro portaherramientas, permitiendo realizar una gran variedad de pasos derosca tanto métricos como Withworth. Las hay en baño de aceite y en seco, de engranajestallados de una forma u otra, pero básicamente es una caja de cambios.En la figura se observa cómo partiendo de una barra hexagonal se mecaniza un tornillo.Para ello se realizan las siguientes operaciones:1.  Se cilindra el cuerpo del tornillo dejando la cabeza hexagonal en sus medidas originales.2.  Se achaflana la entrada de la rosca y se refrenta la punta del tornillo.3.  Se ranura la garganta donde finaliza la rosca junto a la cabeza del tornillo.4.  Se rosca el cuerpo del tornillo, dando lugar a la pieza finalizada.Este mismo proceso se puede hacer partiendo de una barra larga, tronzando finalmente laparte mecanizada.

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Moleteado

Eje moleteado.

El moleteado es un proceso de conformado en frío delmaterial mediante unas moletas que presionan la piezamientras da vueltas. Dicha deformación produce unincremento del diámetro de partida de la pieza. Elmoleteado se realiza en piezas que se tengan quemanipular a mano, que generalmente vayan roscadaspara evitar su resbalamiento que tendrían en caso deque tuviesen la superficie lisa.

El moleteado se realiza en los tornos con unasherramientas que se llaman moletas, de diferente pasoy dibujo.Un ejemplo de moleteado es el que tienen las monedasde 50 céntimos de euro, aunque en este caso elmoleteado es para que los invidentes puedan identificarmejor la moneda.

El moleteado por deformación se puede ejecutar de dosmaneras: •  Radialmente, cuando la longitud moleteada en la

pieza coincide con el espesor de la moleta a utilizar.•  Longitudinalmente, cuando la longitud excede al espesor de la moleta. Para este

segundo caso la moleta siempre ha de estar biselada en sus extremos.

Torneado de conos Un cono o un tronco de cono de un cuerpo de generación viene definido por los siguientesconceptos:•  Diámetro mayor•  Diámetro menor•  Longitud•  Ángulo de inclinación•  Conicidad

Pinzas cónicas portaherramientas.

Los diferentes tornos mecanizan los conos de formasdiferentes.•  En los tornos CNC no hay ningún problema porque,

programando adecuadamente sus dimensiones, loscarros transversales y longitudinales se desplazan deforma coordinada dando lugar al cono deseado.

•  En los tornos copiadores tampoco hay problemaporque la plantilla de copiado permite que elpalpador se desplace por la misma y los carrosactúen de forma coordinada.

•  Para mecanizar conos en los tornos paralelos convencionales se puede hacer de dos formas diferentes. Si la longitud del cono es pequeña, se mecaniza el cono con el charriot inclinado según el ángulo del cono. Si la longitud del cono es muy grande y el eje se

Torno 32

mecaniza entre puntos, entonces se desplaza la distancia adecuada el contrapunto segúnlas dimensiones del cono.

Torneado esférico

Esquema funcional torneadoesférico

El torneado esférico, por ejemplo el de rótulas, no tieneninguna dificultad si se realiza en un torno de ControlNumérico porque, programando sus medidas y la función demecanizado radial correspondiente, lo realizará de formaperfecta.

Si el torno es automático de gran producción, trabaja conbarra y las rótulas no son de gran tamaño, la rotula seconsigue con un carro transversal donde las herramientasestán afiladas con el perfil de la rótula.Hacer rótulas de forma manual en un torno paralelopresenta cierta dificultad para conseguir exactitud en lamisma. En ese caso es recomendable disponer de una plantilla de la esfera e irlamecanizando de forma manual y acabarla con lima o rasqueta para darle el ajuste final.

Segado o Tronzado

Herramienta de ranurar y segar.

Se llama segado a la operación de torneado que serealiza cuando se trabaja con barra y al finalizar elmecanizado de la pieza correspondiente es necesariocortar la barra para separar la pieza de la misma. Paraesta operación se utilizan herramientas muy estrechascon un saliente de acuerdo al diámetro que tenga labarra y permita con el carro transversal llegar al centrode la barra. Es una operación muy común en tornosrevólver y automáticos alimentados con barra yfabricaciones en serie.

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Chaflanado El chaflanado es una operación de torneado muy común que consiste en matar los cantostanto exteriores como interiores para evitar cortes con los mismos y a su vez facilitar eltrabajo y montaje posterior de las piezas. El chaflanado más común suele ser el de 1mm por45º. Este chaflán se hace atacando directamente los cantos con una herramienta adecuada.

Mecanizado de excéntricas

Cigüeñalesexcéntricos.

Una excéntrica es una pieza que tiene dos o más cilindros condistintos centros o ejes de simetría, tal y como ocurre con loscigüeñales de motor, o los ejes de levas. Una excéntrica es un cuerpode revolución y por tanto el mecanizado se realiza en un torno. Paramecanizar una excéntrica es necesario primero realizar los puntos decentraje de los diferentes ejes excéntricos en los extremos de la piezaque se fijará entre puntos.

Mecanizado de espirales Una espiral es una rosca tallada en un disco plano y mecanizada enun torno, mediante el desplazamiento oportuno del carro transversal.Para ello se debe calcular la transmisión que se pondrá entre el

cabezal y el husillo de avance del carro transversal de acuerdo al paso de la rosca espiral.Es una operación poco común en el torneado. Ejemplo de rosca espiral es la que tienen ensu interior los platos de garras de los tornos, la cual permite la apertura y cierre de lasgarras.

Taladrado

Contrapunto para taladrados.

Muchas piezas que son torneadas requieren sertaladradas con brocas en el centro de sus ejes derotación. Para esta tarea se utilizan brocas normales,que se sujetan en el contrapunto en un portabrocas odirectamente en el alojamiento del contrapunto si eldiámetro es grande. Las condiciones tecnológicas deltaladrado son las normales de acuerdo a lascaracterísticas del material y tipo de broca que seutilice. Mención aparte merecen los procesos detaladrado profundo donde el proceso ya es muydiferente sobre todo la constitución de la broca que seutiliza.

No todos los tornos pueden realizar todas estas operaciones que se indican, sino que esodepende del tipo de torno que se utilice y de los accesorios o equipamientos que tenga.

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Parámetros de corte del torneado Los parámetros de corte fundamentales que hay que considerar en el proceso de torneadoson los siguientes:•  Elección del tipo de herramienta más adecuado•  Sistema de fijación de la pieza•  Velocidad de corte (Vc) expresada en metros/minuto•  Diámetro exterior del torneado•  Revoluciones por minuto (rpm) del cabezal del torno•  Avance en mm/rev, de la herramienta•  Avance en mm/mi de la herramienta•  Profundidad de pasada•  Esfuerzos de corte•  Tipo de torno y accesorios adecuados

Velocidad de corte Se define como velocidad de corte la velocidad lineal de la periferia de la pieza que está encontacto con la herramienta. La velocidad de corte, que se expresa en metros por minuto(m/min), tiene que ser elegida antes de iniciar el mecanizado y su valor adecuado dependede muchos factores, especialmente de la calidad y tipo de herramienta que se utilice, de laprofudidad de pasada, de la dureza y la maquinabilidad que tenga el material que semecanice y de la velocidad de avance empleada. Las limitaciones principales de la máquinason su gama de velocidades, la potencia de los motores y de la rigidez de la fijación de lapieza y de la herramienta.A partir de la determinación de la velocidad de corte se puede determinar las revolucionespor minuto que tendrá el cabezal del torno, según la siguiente fórmula:

Donde Vc es la velocidad de corte, n es la velocidad de rotación de la herramienta y Dc es eldiámetro de la pieza.La velocidad de corte es el factor principal que determina la duración de la herramienta.Una alta velocidad de corte permite realizar el mecanizado en menos tiempo pero acelera eldesgaste de la herramienta. Los fabricantes de herramientas y prontuarios de mecanizado,ofrecen datos orientativos sobre la velocidad de corte adecuada de las herramientas parauna duración determinada de la herramienta, por ejemplo, 15 minutos. En ocasiones, esdeseable ajustar la velocidad de corte para una duración diferente de la herramienta, paralo cual, los valores de la velocidad de corte se multiplican por un factor de corrección. Larelación entre este factor de corrección y la duración de la herramienta en operación decorte no es lineal.[7]

La velocidad de corte excesiva puede dar lugar a:•  Desgaste muy rápido del filo de corte de la herramienta.•  Deformación plástica del filo de corte con pérdida de tolerancia del mecanizado.•  Calidad del mecanizado deficiente.La velocidad de corte demasiado baja puede dar lugar a:•  Formación de filo de aportación en la herramienta.•  Efecto negativo sobre la evacuación de viruta.

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•  Baja productividad.•  Coste elevado del mecanizado.

Velocidad de rotación de la pieza La velocidad de rotación del cabezal del torno se expresa habitualmente en revolucionespor minuto (rpm). En los tornos convencionales hay una gama limitada de velocidades, quedependen de la velocidad de giro del motor principal y del número de velocidades de la cajade cambios de la máquina. En los tornos de control numérico, esta velocidad es controladacon un sistema de realimentación que habitualmente utiliza un variador de frecuencia ypuede seleccionarse una velocidad cualquiera dentro de un rango de velocidades, hasta unavelocidad máxima.La velocidad de rotación de la herramienta es directamente proporcional a la velocidad decorte e inversamente proporcional al diámetro de la pieza.

Velocidad de avance El avance o velocidad de avance en el torneado es la velocidad relativa entre la pieza y laherramienta, es decir, la velocidad con la que progresa el corte. El avance de laherramienta de corte es un factor muy importante en el proceso de torneado.Cada herramienta puede cortar adecuadamente en un rango de velocidades de avance porcada revolución de la pieza , denominado avance por revolución (fz). Este rango dependefundamentalmente del diámetro de la pieza , de la profundidad de pasada , y de la calidadde la herramienta . Este rango de velocidades se determina experimentalmente y seencuentra en los catálogos de los fabricantes de herramientas. Además esta velocidad estálimitada por las rigideces de las sujeciones de la pieza y de la herramienta y por la potenciadel motor de avance de la máquina. El grosor máximo de viruta en mm es el indicador delimitación más importante para una herramienta. El filo de corte de las herramientas seprueba para que tenga un valor determinado entre un mínimo y un máximo de grosor de laviruta.La velocidad de avance es el producto del avance por revolución por la velocidad derotación de la pieza.

Al igual que con la velocidad de rotación de la herramienta, en los tornos convencionales lavelocidad de avance se selecciona de una gama de velocidades disponibles, mientras quelos tornos de control numérico pueden trabajar con cualquier velocidad de avance hasta lamáxima velocidad de avance de la máquina.Efectos de la velocidad de avance•  Decisiva para la formación de viruta•  Afecta al consumo de potencia•  Contribuye a la tensión mecánica y térmicaLa elevada velocidad de avance da lugar a:•  Buen control de viruta•  Menor tiempo de corte

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•  Menor desgaste de la herramienta•  Riesgo más alto de rotura de la herramienta•  Elevada rugosidad superficial del mecanizado.La velocidad de avance baja da lugar a:•  Viruta más larga•  Mejora de la calidad del mecanizado•  Desgaste acelerado de la herramienta•  Mayor duración del tiempo de mecanizado•  Mayor coste del mecanizado

Tiempo de torneado Es el tiempo que tarda la herramienta en efectuar una pasada.

Fuerza específica de corte La fuerza de corte es un parámetro necesario para poder calcular la potencia necesariapara efectuar un determinado mecanizado. Este parámetro está en función del avance de laherramienta, de la profundidad de pasada, de la velocidad de corte, de la maquinabilidaddel material, de la dureza del material, de las características de la herramienta y delespesor medio de la viruta. Todos estos factores se engloban en un coeficiente denominadoKx. La fuerza específica de corte se expresa en N/mm2.[8]

Potencia de corte La potencia de corte Pc necesaria para efectuar un determinado mecanizado se calcula apartir del valor del volumen de arranque de viruta, la fuerza específica de corte y delrendimiento que tenga la máquina . Se expresa en kilovatios (kW).Esta fuerza específica de corte Fc, es una constante que se determina por el tipo dematerial que se está mecanizando, geometría de la herramienta, espesor de viruta, etc.Para poder obtener el valor de potencia correcto, el valor obtenido tiene que dividirse porun determinado valor (ρ) que tiene en cuenta la eficiencia de la máquina. Este valor es elporcentaje de la potencia del motor que está disponible en la herramienta puesta en elhusillo.

donde •  Pc es la potencia de corte (kW)•  Ac es el diámetro de la pieza (mm)•  f es la velocidad de avance (mm/min)•  Fc es la fuerza específica de corte (N/mm2)•  ρ es el rendimiento o la eficiencia de la máquina

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Factores que influyen en las condiciones tecnológicas deltorneado •  Diseño y limitaciones de la pieza: tamaño, tolerancias del torneado, tendencia a

vibraciones, sistemas de sujeción, acabado superficial, etc.•  Operaciones de torneado a realizar: cilindrados exteriores o interiores, refrentados,

ranurados, desbaste, acabados, optimización para realizar varias operaciones de formasimultánea, etc.

•  Estabilidad y condiciones de mecanizado: cortes intermitentes, voladizo de la pieza,forma y estado de la pieza, estado, potencia y accionamiento de la máquina, etc.

•  Disponibilidad y selección del tipo de torno: posibilidad de automatizar elmecanizado, poder realizar varias operaciones de forma simultánea, serie de piezas amecanizar, calidad y cantidad del refrigerante, etc.

•  Material de la pieza: dureza, estado, resistencia, maquinabilidad, barra, fundición,forja, mecanizado en seco o con refrigerante, etc.

•  Disponibilidad de herramientas: calidad de las herramientas, sistema de sujeción dela herramienta, acceso al distribuidor de herramientas, servicio técnico de herramientas,asesoramiento técnico.

•  Aspectos económicos del mecanizado: optimización del mecanizado, duración de laherramienta, precio de la herramienta, precio del tiempo de mecanizado.

Aspectos especiales de las herramientas para mandrinar: se debe seleccionar el mayordiámetro de la barra posible y asegurarse una buena evacuación de la viruta. Seleccionar elmenor voladizo posible de la barra. Seleccionar herramientas de la mayor tenacidadposible.[9]

Formación de viruta El torneado ha evolucionado tanto que ya no se trata tan solo de arrancar material a granvelocidad, sino que los parámetros que componen el proceso tienen que estarestrechamente controlados para asegurar los resultados finales de economía calidad yprecisión. En particular, la forma de tratar la viruta se ha convertido en un procesocomplejo, donde intervienen todos los componentes tecnológicos del mecanizado, para quepueda tener el tamaño y la forma que no perturbe el proceso de trabajo. Si no fuera así seacumularían rápidamente masas de virutas largas y fibrosas en el área de mecanizado queformarían madejas enmarañadas e incontrolables.La forma que toma la viruta se debe principalmente al material que se está cortando ypuede ser tanto dúctil como quebradiza y frágil.El avance con el que se trabaje y la profundidad de pasada suelen determinar en granmedida la forma de viruta. Cuando no bastan estas variables para controlar la forma de laviruta hay que recurrir a elegir una herramienta que lleve incorporado un rompevirutaseficaz.

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Mecanizado en seco y con refrigerante Hoy en día el torneado en seco es completamente viable. Hay una tendencia reciente aefectuar los mecanizados en seco siempre que la calidad de la herramienta lo permita.La inquietud se despertó durante los años 90,cuando estudios realizados en empresas defabricación de componentes para automoción en Alemania pusieron de relieve el costeelevado de la refrigeración y sobre todo de su reciclado.Sin embargo, el mecanizado en seco no es adecuado para todas las aplicaciones,especialmente para taladrados, roscados y mandrinados para garantizar la evacuación delas virutas.Tampoco es recomendable tornear en seco materiales pastosos o demasiado blandos comoel aluminio o el acero de bajo contenido en carbono ya que es muy probable que los filos decorte se embozen con el material que cortan,produciendo mal acabadosuperficial,dispersiones en las medidas de la pieza e incluso rotura de los filos de corte.En el caso de mecanizar materiales de viruta corta como la fundición gris la taladrina esbeneficiosa como agente limpiador,evitando la formación de nubes de polvo toxicas.La taladrina es imprescindible torneando materiales abrasivos tales comoinoxidables,inconells,etcEn el torneado en seco la maquinaria debe estar preparada para absorber sin problemas elcalor producido en la acción de corte.Para evitar sobrecalentamientos de husillos,etc suelen incorporarse circuitos internos derefrigeración por aceite o aire.Salvo excepciones y a diferencia del fresado el torneado en seco no se ha generalizadopero ha servido para que las empresas se hayan cuestionado usar taladrina solo en lasoperaciones necesarias y con el caudal necesario.Es necesario evaluar con cuidado operaciones, materiales, piezas, exigencias de calidad ymaquinaria para identificar los beneficios de eliminar el aporte de refrigerante.

Puesta a punto de los tornos Para que un torno funcione correctamente y garantice la calidad de sus mecanizados, esnecesario que periódicamente se someta a una revisión y puesta a punto donde se ajustarány verificarán todas sus funciones.Las tareas más importantes que se realizan en la revisión de los tornos son las siguientes:

Revisión de tornos

Nivelación Se refiere a nivelar la bancada y para ello se utilizará un nivel deprecisión.

Concentricidad del cabezal Se realiza con un reloj comparador y haciendo girar el plato a mano, severifica la concentricidad del cabezal y si falla se ajusta y corrigeadecuadamente.

Comprobación de redondez de laspiezas

Se mecaniza un cilindro a un diámetro aproximado de 100 mm y con unreloj comparador de precisión se verifica la redondez del cilindro.

Alineación del eje principal Se fija en el plato un mandril de unos 300 mm de longitud, se monta unreloj en el carro longitudinal y se verifica si el eje está alineado odesviado.

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Alineación del contrapunto Se consigue mecanizando un eje de 300 mm sujeto entre puntos yverificando con un micrómetro de precisión si el eje ha salido cilíndrico otiene conicidad.

Otras funciones como la precisión de los nonios se realizan de forma más esporádicaprincipalmente cuando se estrena la máquina.

Normas de seguridad en el torneado Cuando se está trabajando en un torno, hay que observar una serie de requisitos paraasegurarse de no tener ningún accidente que pudiese ocasionar cualquier pieza que fuesedespedida del plato o la viruta si no sale bien cortada. Para ello la mayoría de tornos tienenuna pantalla de protección. Pero también de suma importancia es el prevenir seratrapado(a) por el movimiento rotacional de la máquina, por ejemplo por la ropa o porel cabello largo.[10]

Normas de seguridad

1 Utilizar equipo de seguridad: gafas de seguridad, caretas, etc..

2 No utilizar ropa holgada o muy suelta. Se recomiendan las mangas cortas.

3 Utilizar ropa de algodón.

4 Utilizar calzado de seguridad.

5 Mantener el lugar siempre limpio.

6 Si se mecanizan piezas pesadas utilizar polipastos adecuados para cargar y descargar las piezas de lamáquina.

7 Es preferible llevar el pelo corto. Si es largo no debe estar suelto sino recogido.

8 No vestir joyería, como collares, pulseras o anillos.

9 Siempre se deben conocer los controles y funcionamiento del torno. Se debe saber como detener suoperación.

10 Es muy recomendable trabajar en un área bien iluminada que ayude al operador, pero la iluminaciónno debe ser excesiva para que no cause demasiado resplandor.

Perfil de los profesionales torneros Ante la diversidad de tornos diferentes que existe, también existen diferentes perfiles de losprofesionales dedicados a estas máquinas, entre los que se puede establecer la siguienteclasificación:[11]

Programadores de tornos CNC Los torno de Control Numérico CNC, exigen en primer lugar de un técnico programadorque elabore el programa de ejecución que tiene que realizar el torno para el mecanizado deuna determinada pieza. En este caso debe tratarse de un buen conocedor de factores queintervienen en el mecanizado en el torno, y que son los siguientes: •  Prestaciones del torno•  Prestaciones y disponibilidad de herramientas•  Sujeción de las piezas•  Tipo de material a mecanizar y sus características de mecanización

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•  Uso de refrigerantes•  Cantidad de piezas a mecanizar•  Acabado superficial. Rugosidad•  Tolerancia de mecanización admisible.Además deberá conocer bien los parámetros tecnológicos del torneado que son: •  → Velocidad de corte óptima a que debe realizarse el torneado•  → Avance óptimo del mecanizado•  → Profundidad de pasada•  Velocidad de giro (RPM) del cabezal•  Sistema de cambio de herramientas.A todos estos requisitos deben unirse una correcta interpretación de los planos de laspiezas y la técnica de programación que utilice de acuerdo con el equipo que tenga eltorno.[12]

Preparadores de tornos automáticos y CNC En las industrias donde haya instalados varios tornos automáticos de gran producción otornos de Control Numérico, debe existir un profesional encargado de poner estasmáquinas a punto cada vez que se produce un cambio en las piezas que se van a mecanizarporque es una tarea bastante compleja la puesta a punto de un torno automático o de CNC.Una vez que el torno ha sido preparado para un trabajo determinado, el control posteriordel trabajo de la máquina suele encargarse a una persona de menor preparación técnicaque sólo debe ocuparse de que la calidad de las piezas mecanizadas se vaya cumpliendodentro de las calidades de tolerancia y rugosidad exigidas. A veces un operario es capaz deatender a varios tornos automáticos, si éstos tienen automatizados el sistema dealimentación de piezas mediante barras o autómatas.

Torneros de tornos paralelos

Operario de torno paralelo.

Los torneros tradicionales eran los que atendían a lostornos paralelos. Este oficio exige ciertas cualidades yconocimiento a sus profesionales, entre los que cabecitar: •  una buena destreza en el manejo de los instrumentos

de medición, especialmente pie de rey y micrómetro•  conocer las características de mecanizado que

tienen los distintos materiales•  conocer bien las prestaciones de la máquina que

manejan,•  saber interpretar adecuadamente los planos de las piezas, etc.

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Véase también •  Tornear•  Torno automático•  Torno CNC•  Torno copiador•  Torno paralelo•  Torno revólver•  Torno vertical•  → Mecanizado

Referencias [1]  DRAE (http:/ / buscon. rae. es/ draeI/ SrvltGUIBusUsual?TIPO_HTML=2& TIPO_BUS=3&

LEMA=torno)[2]  Historia de los tornos Museo de Elgóibar (http:/ / www. museo-maquina-herramienta.

com/ historia/ Lehenengoko-erremintak/ Tornuak)[3]  Patxi Aldabaldetrecu. Reseña histórica de la máquina-herramienta (http:/ / www.

metalunivers. com/ arees/ historia/ general/ tecnologica. htm)[4]  Curso programación torno CNC Fagor 8050 (http:/ / w3. cnice. mec. es/ eos/

MaterialesEducativos/ mem2002/ programacion/ index. htm)[5]  Sandvik Coromant (2006), Guía Técnica de Mecanizado, AB Sandvik Coromant 2005.10[6]  Especificaciones técnicas torno convencional Pinacho (http:/ / www. tecarsa. com/

convencionales. htm)[7]  Productividad (http:/ / www2. coromant. sandvik. com/ coromant/ pdf/ CoroKey_2006/

spa/ Page4_11. pdf), en CoroKey 2006, Sandvik[8]  Sandvik Coromant (2006). Guía Técnica de Mecanizado. AB Sandvik Coromant

2005.10.[9]  Sandvik Coromant (2006), Guía Técnica de Mecanizado, AB Sandvik Coromant 2005.10[10]  Manual de Seguridad y Salud en operaciones con herramientas manuales, maquinaria

de taller y soldadura. Universidad Politécnica de Valencia (http:/ / www. sprl. upv. es/msherramientas3. htm)

[11]  Perfil profesional de los torneros y fresadores (http:/ / 213. 134. 38. 13/ trabajastur/perfiles/ index. php?pg=perf& fp=FE& oc=FEMI50)

[12]  * Cruz Teruel, Francisco (2005). Control numérico y programación. Marcombo,Ediciones técnicas. ISBN 84-267-1359-9.

Bibliografía •  Millán Gómez, Simón (2006). Procedimientos de Mecanizado. Madrid: Editorial

Paraninfo. ISBN 84-9732-428-5.•  Sandvik Coromant (2006). Guía Técnica de Mecanizado. AB Sandvik Coromant 2005.10.•  Larbáburu Arrizabalaga, Nicolás (2004). Máquinas. Prontuario. Técnicas máquinas

herramientas.. Madrid: Thomson Editores. ISBN 84-283-1968-5.•  Cruz Teruel, Francisco (2005). Control numérico y programación. Marcombo, Ediciones

técnicas. ISBN 84-267-1359-9.•  Varios autores (1984). Enciclopedia de Ciencia y Técnica. Tomo13 Torno. Salvat Editores

S.A. ISBN 84-345-4490-3.

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Enlaces externos Commons

•   Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre tornos.•  Museo máquina-herramienta. Historia de los tornos (http:/ / www.

museo-maquina-herramienta. com/ historia/ Lehenengoko-erremintak/ Tornuak_1750)•  Fundación de investigación de la Máquina-Herramienta (http:/ / www. invema. es/ home.

aspx?tabId=484)•  Evolución técnica de la máquina-herramienta Patxi Aldabaldetrecu (http:/ / www.

metalunivers. com/ arees/ historia/ general/ tecnologica. htm)•  Blog sobre Máquina-Herramienta (http:/ / www. maquinaherramienta. blogspot. com/ )•  Curso programación torno CNC Fagor 8050 (http:/ / w3. cnice. mec. es/ eos/

MaterialesEducativos/ mem2002/ programacion/ index. htm)•  Aprende a tornear (http:/ / www. garaje. ya. com/ aletorno/ index_files/ aprende. html)•  Asociación Española de Fabricantes de Máquinas-Herramienta (http:/ / www. afm. es/ )•  Vídeos demostrativos de trabajos en tronos CNC (http:/ / es. youtube. com/

results?search_query=Torno+ CNC& search_type=& aq=f) Youtube.com

Source: http:/ / es. wikipedia. org/ w/ index. php? oldid=24917706Contributors: .Sergio, Af3, Agnusdeus, Airunp, Alexav8, Alhen, Alvaro qc, Angus, Automaticoetsii, Axxgreazz,Barcex, Cobalttempest, Colquitov, Comae, Cookie, Damifb, Dark, Dianai, Dnu72, Dodo, Dorieo, Ecemaml, Eli22,Emijrp, Erfil, Euratom, FAR, Feliciano, FrancoGG, Fsd141, Gafotas, Gel 222, Greek, HUB, HiTe, Hispalois,Humberto, Isha, J.M.Domingo, JLCasbas, JMB(es), JMCC1, Joanolo, JorgeGG, Jose sierra salazar, Joseaperez,Klaudio85, Komputisto, Latheworks, Laura Fiorucci, Lin linao, Locutus Borg, MARC912374, Maldoror, Malpei,Matdrodes, MauroFF, Mortadelo2005, Netito777, NoCoin, Nolaiz, OLM, Ondercin, Opinador, Pedro Nonualco,PoLuX124, Psylight Hao, Queninosta, Rafa sanz, Rakela, RoyFocker, Rumpelstiltskin, Sdfse, Tano4595, Togo,Tomatejc, Tortillovsky, Txo, Typhoon, Valadrem, Vitamine, Zufs, Ángel Luis Alfaro, 294 anonymous edits

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Fresadora

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Fresadora universal con sus accesorios.

Una fresadora es una máquinaherramienta utilizada para realizarmecanizados por arranque deviruta mediante el movimiento deuna herramienta rotativa de variosfilos de corte denominada fresa.[1]

En las fresadoras tradicionales, lapieza se desplaza acercando laszonas a mecanizar a laherramienta, permitiendo obtenerformas diversas, desde superficiesplanas a otras más complejas.

Inventadas a principios del sigloXIX, las fresadoras se hanconvertido en máquinas básicas enel sector del mecanizado. Graciasa la incorporación del control numérico, son las máquinas herramientas más polivalentespor la variedad de mecanizados que pueden realizar y la flexibilidad que permiten en elproceso de fabricación. La diversidad de procesos mecánicos y el aumento de lacompetitividad global han dado lugar a una amplia variedad de fresadoras que, aunquetienen una base común, se diferencian notablemente según el sector industrial en el que seutilicen.[2] Asimismo, los progresos técnicos de diseño y calidad que se han realizado en lasherramientas de fresar, han hecho posible el empleo de parámetros de corte muy altos, loque conlleva una reducción drástica de los tiempos de mecanizado.

Debido a la variedad de mecanizados que se pueden realizar en las fresadoras actuales, alamplio número de máquinas diferentes entre sí, tanto en su potencia como en suscaracterísticas técnicas, a la diversidad de accesorios utilizados y a la necesidad de cumplirespecificaciones de calidad rigurosas, la utilización de fresadoras requiere de personalcualificado profesionalmente, ya sea programador, preparador o fresador.[3]

El empleo de estas máquinas, con elementos móviles y cortantes, así como líquidos tóxicospara la refrigeración y lubricación del corte, requiere unas condiciones de trabajo quepreserven la seguridad y salud de los trabajadores y eviten daños a las máquinas, a lasinstalaciones y a los productos finales o semielaborados.

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Historia

Fresadora universal antigua.

La primera máquina de fresar se construyó en 1818 yfue diseñada por el estadounidense Eli Whitney con elfin de agilizar la construcción de fusiles en el estado deConnecticut. Esta máquina se conserva en elMechanical Engineering Museum de Yale.[4] En ladécada de 1830, la empresa Gay & Silver construyó unafresadora que incorporaba el mecanismo de regulaciónvertical y un soporte para el husillo portaherramientas.

En 1848 el ingeniero americano Frederick. W. Howediseñó y fabricó para la empresa Robbins & Lawrencela primera fresadora universal que incorporaba undispositivo de copiado de perfiles. Por esas mismasfechas se dio a conocer la fresadora Lincoln, queincorporaba un carnero cilíndrico regulable en sentidovertical. A mediados del siglo XIX se inició laconstrucción de fresadoras verticales. Concretamente,en el museo Conservatoire National des Arts et Métiersde París, se conserva una fresadora vertical construida en 1857.

La primera fresadora universal equipada con plato divisor que permitía la fabricación deengranajes rectos y helicoidales fue fabricada por Brown & Sharpe en 1853, por iniciativa ya instancias de Frederick W. Howe, y fue presentada en la Exposición Universal de París de1867. En 1884 la empresa americana Cincinnati construyó una fresadora universal queincorporaba un carnero cilíndrico posicionado axialmente.En 1874, el constructor francés de máquinas-herramienta Pierre Philippe Huré diseñó unamáquina de doble husillo, vertical y horizontal que se posicionaban mediante giro manual.En 1894 el francés R. Huré diseñó un cabezal universal con el que se pueden realizardiferentes mecanizados con variadas posiciones de la herramienta. Este tipo de cabezal,con ligeras modificaciones, es uno de los accesorios más utilizados actualmente en lasfresadoras universales.En 1938 surge la compañía Bridgeport Machines, Inc. en Bridgeport, Connecticut, la cualen las décadas posteriores se hace famosa por sus fresadoras verticales de tamaño pequeñoy mediano.[5]

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Introducción del control numérico

Fresadora de control numérico porcomputadora (CNC).

El primer desarrollo en el área del control numérico porcomputadora (CNC) lo realizó el inventornorteamericano John T. Parsons (Detroit 1913-2007)[6]

junto con su empleado Frank L. Stulen, en la década de1940. El concepto de control numérico implicaba el usode datos en un sistema de referencia para definir lassuperficies de contorno de las hélices de un helicóptero.La aplicación del control numérico abarca granvariedad de procesos. Se dividen las aplicaciones endos categorías: las aplicaciones con máquinaherramienta, tales como → taladrado, fresado, laminadoo torneado; y las aplicaciones sin máquina herramienta,tales como el ensamblaje, trazado, oxicorte,o metrología.

El principio de operación común de todas las aplicaciones del control numérico es el controlde la posición relativa de una herramienta o elemento de procesado con respecto al objeto aprocesar. Al principio los desplazamientos eran de punto a punto, y se utilizabanbásicamente en taladradoras. La invención de las funciones de interpolación lineal ycircular y el cambio automático de herramientas hizo posible la construcción de unageneración de máquinas herramientas con las que se taladra, rosca, fresa e incluso setornea y que han pasado a denominarse centros de mecanizado en lugar de fresadoraspropiamente dichas.[7]

Control numérico por computadora en fresadoras

Consola de control numérico.

Las fresadoras con control numérico porcomputadora (CNC) son un ejemplo deautomatización programable. Se diseñaronpara adaptar las variaciones en laconfiguración de productos. Su principalaplicación se centra en volúmenes deproducción medios de piezas sencillas y envolúmenes de producción medios y bajos depiezas complejas, permitiendo realizarmecanizados de precisión con la facilidadque representa cambiar de un modelo depieza a otra mediante la inserción delprograma correspondiente y de las nuevasherramientas que se tengan que utilizar asícomo el sistema de sujeción de las piezas. Utilizando el control numérico, el equipo deprocesado se controla a través de un programa que utiliza números, letras y otros símbolos,(por ejemplo los llamados códigos G y M). Estos números, letras y símbolos, los cualesllegan a incluir &, %, $ y " (comillas), están codificados en un formato apropiado paradefinir un programa de instrucciones para desarrollar una tarea concreta. Cuando la tarea

en cuestión varía se cambia el programa de instrucciones. En las grandes producciones en serie, el control numérico resulta útil para la robotización de la alimentación y retirada de

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las piezas mecanizadas.Las fresadoras universales modernas cuentan con dispositivos electrónicos donde sevisualizan -en forma más sofisticada en unas que en otras- las posiciones de lasherramientas, y así se facilita mejor la lectura de cotas en sus desplazamientos. Asimismo, amuchas fresadoras se les incorpora un sistema de control numérico por computadora (CNC)que permite automatizar su trabajo. También pueden incorporar un mecanismo de copiadopara diferentes perfiles de mecanizado.Existen varios lenguajes de programación CNC para fresadoras, todos ellos deprogramación numérica, entre los que destacan el lenguaje normalizado internacional ISO ylos lenguajes HEIDENHAIN, Fagor y Siemens. Para desarrollar un programa de CNChabitualmente se utilizan simuladores que, mediante la utilización de una computadora,permiten comprobar la secuencia de operaciones programadas.

Campo de aplicación del control numérico La aplicación de sistemas de control numérico por computadora en lasmáquinas-herramienta permite aumentar la productividad respecto a las máquinasconvencionales y ha hecho posible efectuar operaciones de conformado que son imposiblesde realizar con un elevado grado de precisión dimensional en máquinas convencionales, porejemplo la realización de superficies esféricas. El uso del control numérico incidefavorablemente en los costos de producción al propiciar la reducción del número de tiposde máquinas utilizadas en un taller de mecanizado, manteniendo o mejorando su calidad.Los procesos que utilizan máquinas-herramienta de control numérico tienen un costehorario superior a los procesos que utilizan máquinas convencionales, pero inferior a losprocesos que utilizan máquinas especiales con mecanismos de transferencia (transfert) quepermiten la alimentación y retirada de piezas de forma automatizada. En el mismo sentido,los tiempos de preparación para un lote son mayores en una máquina de control numéricoque en una máquina convencional, pues se necesita preparar la programación de controlnumérico de las operaciones del proceso. Sin embargo, los tiempos de operación sonmenores en una máquina de control numérico que en una máquina convencional, por locual, a partir de cierto número de piezas en un lote, el mecanizado es más económicoutilizando el control numérico. Sin embargo, para lotes grandes, el proceso es máseconómico utilizando maquinas especializadas con mecanismos de transferencia.[8]

Tipos de fresadoras

Tren de fresado.

Las fresadoras pueden clasificarse según variosaspectos, como la orientación del eje de giro o elnúmero de ejes de operación. A continuación se indicanlas clasificaciones más usuales.

Fresadoras según la orientación de laherramienta Dependiendo de la orientación del eje de giro de laherramienta de corte, se distinguen tres tipos defresadoras: horizontales, verticales y universales.

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Una fresadora horizontal utiliza fresas cilíndricas que se montan sobre un eje horizontalaccionado por el cabezal de la máquina y apoyado por un extremo sobre dicho cabezal y porel otro sobre un rodamiento situado en el puente deslizante llamado carnero. Esta máquinapermite realizar principalmente trabajos de ranurado, con diferentes perfiles o formas delas ranuras. Cuando las operaciones a realizar lo permiten, principalmente al realizar variasranuras paralelas, puede aumentarse la productividad montando en el ejeportaherramientas varias fresas conjuntamente formando un tren de fresado. Laprofundidad máxima de una ranura está limitada por la diferencia entre el radio exterior dela fresa y el radio exterior de los casquillos de separación que la sujetan al eje portafresas.

Fresadora vertical.

En una fresadora vertical, el eje del husillo estáorientado verticalmente, perpendicular a la mesa detrabajo. Las fresas de corte se montan en el husillo ygiran sobre su eje. En general, puede desplazarseverticalmente, bien el husillo, o bien la mesa, lo quepermite profundizar el corte. Hay dos tipos defresadoras verticales: las fresadoras de banco fijo o debancada y las fresadoras de torreta o de consola. Enuna fresadora de torreta, el husillo permaneceestacionario durante las operaciones de corte y la mesase mueve tanto horizontalmente como verticalmente.En las fresadoras de banco fijo, sin embargo, la mesa semueve sólo perpendicularmente al husillo, mientras queel husillo en sí se mueve paralelamente a su propioeje.[1]

Una fresadora universal tiene un husillo principal parael acoplamiento de ejes portaherramientas horizontales y un cabezal que se acopla a dichohusillo y que convierte la máquina en una fresadora vertical. Su ámbito de aplicación estálimitado principalmente por el costo y por el tamaño de las piezas que se pueden trabajar.En las fresadoras universales, al igual que en las horizontales, el puente es deslizante,conocido en el argot como carnero, puede desplazarse de delante a detrás y viceversa sobreunas guías.

Fresadoras especiales Además de las fresadoras tradicionales, existen otras fresadoras con característicasespeciales que pueden clasificarse en determinados grupos. Sin embargo, las formasconstructivas de estas máquinas varían sustancialmente de unas a otras dentro de cadagrupo, debido a las necesidades de cada proceso de fabricación.Las fresadoras circulares tienen una amplia mesa circular giratoria, por encima de la cualse desplaza el carro portaherramientas, que puede tener uno o varios cabezales verticales,por ejemplo, uno para operaciones de desbaste y otro para operaciones de acabado.Además pueden montarse y desmontarse piezas en una parte de la mesa mientras semecanizan piezas en el otro lado.[8]

Las fresadoras copiadoras disponen de dos mesas: una de trabajo sobre la que se sujeta la pieza a mecanizar y otra auxiliar sobre la que se coloca un modelo. El eje vertical de la herramienta está suspendido de un mecanismo con forma de pantógrafo que está conectado también a un palpador sobre la mesa auxiliar. Al seguir con el palpador el contorno del

Fresadora 48

modelo, se define el movimiento de la herramienta que mecaniza la pieza. Otras fresadorascopiadoras utilizan, en lugar de un sistema mecánico de seguimiento, sistemas hidráulicos,electro-hidráulicos o electrónicos.[2]

En las fresadoras de pórtico, también conocidas como fresadoras de puente, el cabezalportaherramientas vertical se halla sobre una estructura con dos columnas situadas enlados opuestos de la mesa. La herramienta puede moverse verticalmente ytransversalmente y la pieza puede moverse longitudinalmente. Algunas de estas fresadorasdisponen también a cada lado de la mesa sendos cabezales horizontales que puedendesplazarse verticalmente en sus respectivas columnas, además de poder prolongar susejes de trabajo horizontalmente. Se utilizan para mecanizar piezas de grandesdimensiones.[2]

En las fresadoras de puente móvil, en lugar de moverse la mesa, se mueve la herramientaen una estructura similar a un puente grúa. Se utilizan principalmente para mecanizarpiezas de grandes dimensiones.Una fresadora para madera es una máquina portátil que utiliza una herramienta rotativapara realizar fresados en superficies planas de madera. Son empleadas en bricolaje yebanistería para realizar ranurados, como juntas de cola de milano o machihembrados;cajeados, como los necesarios para alojar cerraduras o bisagras en las puertas; y perfiles,como molduras. Las herramientas de corte que utilizan son fresas para madera, con dientesmayores y más espaciados que los que tienen las fresas para metal.[9] [10]

Fresadoras según el número de ejes

Fresadora CNC de cinco ejes con cabezal ymesa giratoria.

Las fresadoras pueden clasificarse en función delnúmero de grados de libertad que pueden variarsedurante la operación de arranque de viruta.

•  Fresadora de tres ejes. Puede controlarse elmovimiento relativo entre pieza y herramienta enlos tres ejes de un sistema cartesiano.

•  Fresadora de cuatro ejes. Además delmovimiento relativo entre pieza y herramienta entres ejes, se puede controlar el giro de la piezasobre un eje, como con un mecanismo divisor o unplato giratorio. Se utilizan para generarsuperficies con un patrón cilíndrico, comoengranajes o ejes estriados.

•  Fresadora de cinco ejes. Además del movimiento relativo entre pieza y herramienta entres ejes, se puede controlar o bien el giro de la pieza sobre dos ejes, uno perpendicularal eje de la herramienta y otro paralelo a ella (como con un mecanismo divisor y un platogiratorio en una fresadora vertical); o bien el giro de la pieza sobre un eje horizontal y lainclinación de la herramienta alrededor de un eje perpendicular al anterior. Se utilizanpara generar formas complejas, como el rodete de una turbina Francis.[11]

Fresadora 49

Movimientos

Ejes posibles en una fresadora.

Movimientos básicos de fresado.1.- Fresado frontal

2.- Fresado frontal y tangencial3.- Fresado tangencial en oposición.

4.- Fresado tangencial en concordancia.     Movimiento de corte.      Movimiento deavance.      Movimiento de profundidad de

pasada.

Movimientos de la herramienta El principal movimiento de la herramienta es el girosobre su eje. En algunas fresadoras también esposible variar la inclinación de la herramienta oincluso prolongar su posición a lo largo de su eje degiro. En las fresadoras de puente móvil todos losmovimientos los realiza la herramienta mientras lapieza permanece inmóvil.

Movimientos de la mesa La mesa de trabajo se puede desplazar de formamanual o automática con velocidades de avance demecanizado o con velocidades de avance rápido envacío. Para ello cuenta con una caja de avancesexpresados de mm/minuto, donde es posibleseleccionar el avance de trabajo adecuado a lascondiciones tecnológicas del mecanizado.•  Movimiento longitudinal: según el eje X, que

corresponde habitualmente al movimiento detrabajo. Para facilitar la sujeción de las piezas lamesa está dotada de unas ranuras en forma de Tpara permitir la fijación de mordazas u otroselementos de sujeción de las piezas y ademáspuede inclinarse para el tallado de ángulos. Estamesa puede avanzar de forma automática de acuerdo con las condiciones de corte quepermita el mecanizado.

•  Movimiento transversal: según el eje Y, que corresponde al desplazamiento transversalde la mesa de trabajo. Se utiliza básicamente para posicionar la herramienta de fresar enla posición correcta.

•  Movimiento vertical: según el eje Z, que corresponde al desplazamiento vertical de lamesa de trabajo. Con el desplazamiento de este eje se establece la profundidad de cortedel fresado.

•  Giro respecto a un eje longitudinal: según el grado de libertad U. Se obtiene con uncabezal divisor o con una mesa oscilante.

•  Giro respecto a un eje vertical: según el grado de libertad W. En algunas fresadoras sepuede girar la mesa 45º a cada lado, en otras la mesa puede dar vueltas completas.

Fresadora 50

Movimiento relativo entre pieza y herramienta El movimiento relativo entre la pieza y la herramienta puede clasificarse en tres tiposbásicos:•  El movimiento de corte es el que realiza la punta de la herramienta alrededor del eje del

portaherramientas.•  El movimiento de avance es el movimiento de aproximación de la herramienta desde la

zona cortada a la zona sin cortar.•  El movimiento de profundización, de perforación, o de profundidad de pasada es un tipo

de movimiento de avance que se realiza para aumentar la profundidad del corte.

Estructura, componentes y características

Estructura de una fresadora

Diagrama de una fresadora horizontal.1: base. 2: columna. 3: consola. 4:

carro transversal. 5: mesa. 6: puente.7: eje portaherramientas.

Detalle de mesa de una fresadora.

Los componentes principales de una fresadora son labase, el cuerpo, la consola, el carro, la mesa, el puentey el eje de la herramienta. La base permite un apoyocorrecto de la fresadora en el suelo. El cuerpo obastidor tiene forma de columna y se apoya sobre labase o ambas forman parte de la misma pieza.Habitualmente, la base y la columna son de fundiciónaleada y estabilizada. La columna tiene en la partefrontal unas guías templadas y rectificadas para elmovimiento de la consola y unos mandos para elaccionamiento y control de la máquina. La consola se desliza verticalmente sobre las guías delcuerpo y sirve de sujeción para la mesa. La mesa tieneuna superficie ranurada sobre la que se sujeta la piezaa conformar. La mesa se apoya sobre dos carros quepermiten el movimiento longitudinal y transversal de lamesa sobre la consola. El puente es una pieza apoyada en voladizo sobre elbastidor y en él se alojan unas lunetas donde se apoyael eje portaherramientas. En la parte superior delpuente suele haber montado uno o varios tornillos decáncamo para facilitar el transporte de la máquina.[2] Elportaherramientas o portafresas es el apoyo de laherramienta y le transmite el movimiento de rotación del mecanismo de accionamientoalojado en el interior del bastidor. Este eje suele ser de acero aleado al cromo-vanadio paraherramientas.[8]

Fresadora 51

Características técnicas de una fresadora Al seleccionar una fresadora para su adquisición y para realizar trabajos con ella, debentenerse en cuenta varias características técnicas de la misma. El tamaño de las piezas amecanizar está limitado por las dimensiones de la superficie de la mesa y los recorridos delos elementos móviles. Dependiendo de las operaciones a realizar, puede ser necesaria laposibilidad de controlar varios ejes a la vez, como los proporcionados por mesas giratoriaso por cabezales divisores, o incluso controlar estos ejes de forma automática por CNC, porejemplo para realizar contorneados. En función del material de la pieza, de lasherramientas de corte y de las tolerancias de fabricación requeridas, es necesario utilizarvelocidades de corte y de avance diferentes, lo cual puede hacer necesaria la posibilidad deoperar con gamas de velocidades, con velocidades máximas y potencias suficientes paralograr flexibilidad en el sistema de producción. Los dispositivos electrónicos de control, desde la visualización de cotas hasta el controlnumérico, permiten aumentar la productividad y la precisión del proceso productivo.Además, una fresadora debe tener dispositivos de seguridad, como botones de parada deemergencia (coloquialmente conocidos como setas de emergencia), dispositivo deseguridad contra sobrecargas (que consiste; bien en un embrague automático quedesacopla el movimiento de la herramienta cuando se alcanza un límite de fricción o sevence la acción de unos muelles; o bien en un sistema electrónico) y pantallas de proteccióncontra la proyección de virutas o partes de la pieza o la herramienta de corte.Otro aspecto a tener en cuenta es el peso de la máquina, que influye en el transporte de lamisma y las necesidades de cimentación de la nave para que las vibraciones esténcontroladas en niveles admisibles. Para un buen funcionamiento de la máquina se requiereque sus holguras e imperfecciones dimensionales estén controladas y no excedan de unastolerancias determinadas, para lo cual se realizan inspecciones periódicas. Las guías de loscomponentes deslizantes, como los carros de mesa o el puente, habitualmente sontrapezoidales o con forma de cola de milano por esta razón.[2] Los husillos de accionamientode los movimientos deslizantes son husillos de bolas sin juego para disminuir las fuerzas derozamiento y así ralentizar el crecimiento de las holguras.[8]

Equipamiento de una fresadora de control numérico

Husillo de bolas sin juego delmovimiento longitudinal de la mesa.

Los equipamientos de serie y opcionales que montan lasfresadoras actuales son muy variables en función de lasprestaciones que tengan.Respecto al manejo de la información, es necesariotener en cuenta el tipo de lenguaje de programaciónque es posible utilizar, la capacidad de memoria de lamáquina para un uso posterior de los programasalmacenados, así como la forma de introducción ymodificación de los programas: a pie de máquina,mediante dispositivos de almacenamiento de datos(disquete o memoria USB), o mediante una tarjeta de red.

La unidad central de proceso (CPU, por sus siglas en inglés) de la máquina controla accionamientos rotativos, para lo cual se utilizan servomotores que pueden variar su velocidad en un rango continuo. El movimiento lineal de los carros de la mesa se obtiene

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transformando el movimiento rotacional de los servomotores mediante husillos de bolas sinjuego.La CPU obtiene datos del programa y de los sensores instalados, los cuales permitenestablecer una realimentación del control de las operaciones. La precisión de estossensores y la velocidad de procesamiento de la CPU limitan la precisión dimensional quepuede obtenerse. El tipo de sensor utilizado ha evolucionado con el tiempo, siendo en laactualidad muy utilizados los sensores de efecto Hall para el control de los desplazamientosy giros realizados. Para controlar la posición del origen del sistema de referencia de losmovimientos realizados y el desgaste de la herramienta se utilizan uno o varios palpadoreso sondas de medida. Un palpador es un dispositivo con un vástago que acciona un pulsadoral hacer contacto con la pieza o con la mesa de la máquina. También puede establecerse elorigen de coordenadas realizando un contacto en movimiento de la herramienta con la zonaa mecanizar.Además de los movimientos de la pieza y de la herramienta, pueden controlarse de maneraautomatizada otros parámetros como la herramienta empleada, que puede cambiarse desdeun almacén de herramientas instalado en la máquina; el uso o no de fluido refrigerante o laapertura y cierre de las puertas de seguridad.

Accesorios principales

Visualizador de las cotas de los ejes.

Existen varios accesorios que se instalan en lasfresadoras para realizar operaciones de mecanizadodiferentes o para una utilización con mayor rapidez,precisión y seguridad:[12]

•  Dispositivos de adición de ejes: cabezal multiangular(permite orientar el eje del portaherramientas),divisor universal con contrapunto y juego deengranes y mesa circular divisora.

•  Dispositivos para sujeción de piezas: plato universalde 3 garras con contraplato; contrapunto y lunetas;mordaza giratoria graduada; mordaza hidráulica.

•  Dispositivos para sujeción de herramientas: ejes porta-fresas largos y cortos, ejeporta-pinzas y juego de pinzas.

•  Dispositivos para operaciones especiales: aparato de mortajar giratorio, cabezal demandrinar.

•  Dispositivos de control: visualización digital de cotas y palpadores de medida.

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Sujeción de herramientas

Adaptador CAT-40 con prisionero.

Almacén de ejes portafresas.

Las fresas pueden clasificarse según el mecanismo desujeción al portaherramientas en fresas con mangocónico, fresas con mango cilíndrico y fresas paramontar en árbol.

Las fresas con mango cónico, a excepción de las fresasgrandes, en general se montan al portaherramientasutilizando un mandril o un manguito adaptadorintermedio, cuyo alojamiento tiene la misma conicidadque el mango de la fresa. Las conicidades utilizadassuelen ser las correspondientes a los conos ISO o a losconos Morse, existiendo también otros tipos menosutilizados en fresadoras como los conos Brown ySharpe.[8]

Las fresas con mango cilíndrico se fijan alportaherramienta utilizando mandriles con pinzas.Algunas fresas tienen un agujero en el mango y se fijanempleando mangos que se adaptan por un lado a lafresa mediante un roscado o utilizando un ejeprisionero y por el otro lado disponen de un cono paramontarse al husillo de la máquina.[8]

Las fresas para montaje sobre árbol tienen un agujerocentral para alojar el eje portaherramientas, cuyo diámetro está normalizado. Estas fresasdisponen de un chavetero para asegurar la rotación de la herramienta y evitar que patinen.Para posicionar axialmente estas fresas en el eje, se emplean unos casquillos separadoresde anchuras normalizadas. Además, en caso de necesidad pueden montarse varias fresassimultáneamente en lo que se denomina un tren de fresas. Para el cambio manual de losejes portafresas se recurre a sistemas clásicos de amarre con tirante roscado, pero cadavez es más utilizado el apriete neumático o hidraúlico debido a la rapidez con la que serealiza el cambio.

Las fresadoras de control numérico incorporan un almacén de herramientas y disponen deun mecanismo que permite el cambio de herramientas de forma automática según lasórdenes programadas.[1]

Para poder orientar la herramienta existen varios tipos de dispositivos, como el cabezalHuré, el cabezal Gambin o las platinas orientables.[2]

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Cabezal vertical universal

Cabezal universal.

El cabezal vertical universal Huré es un mecanismo queaumenta las prestaciones de una fresadora universal yes de aplicación para el fresado horizontal, vertical,radial en el plano vertical, angular (inclinado) en unplano vertical perpendicular a la mesa de la fresadora yoblicuo o angular en el plano horizontal. Estemecanismo es de gran aplicación en las fresadorasuniversales y no se utiliza en las fresadoras verticales.Consta de dos partes: la primera, con el árbolportaherramientas, se une con la otra parte del cabezalsegún una corredera circular inclinada 45º respecto ala horizontal, y la segunda se une mediante una corredera circular vertical con la partefrontal de la columna de la fresadora, donde se acopla al husillo principal de la máquina. Elcabezal está dispuesto para incorporarle herramientas de fresar, brocas y escariadoresmediante pinzas, portabrocas y otros elementos de sujeción de herramientas. La velocidadde giro del husillo de este accesorio es la misma que la del husillo principal de la fresadora.No son adecuados para las operaciones con herramientas grandes de planear.[13]

Sujeción de piezas

Mordaza para sujetar piezas.

Mesa de trabajo giratoria.

Para conseguir una correcta fijación de las piezas en lamesa de trabajo de una fresadora se utilizan diversosdispositivos. El sistema de sujeción que se adopte debepermitir que la carga y la descarga de las piezas en lamesa de trabajo sean rápidas y precisas, garantizar larepetibilidad de las posiciones de las piezas y su amarrecon una rigidez suficiente. Además, el sistema desujeción empleado debe garantizar que la herramientade corte pueda realizar los recorridos durante lasoperaciones de corte sin colisionar con ningúnutillaje.[1]

Existen dos tipos principales de dispositivos de fijación:las bridas de apriete y las mordazas, siendo estasúltimas las más usuales. Las mordazas empleadaspueden ser de base fija o de base giratoria. Lasmordazas de base giratoria están montadas sobre unplato circular graduado. Mordazas pueden ser deaccionamiento manual o de accionamiento hidráulico.Las mordazas hidráulicas permiten automatizar laapertura y el cierre de las mismas así como la presiónde apriete.[3] Las mesas circulares, los platos giratoriosy los mecanismos divisores son elementos que secolocan entre la mesa de la máquina y la pieza paralograr orientar la pieza en ángulos medibles.

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Mecanismo divisor universal.

Además, hay otros dispositivos que facilitan el apoyocomo ranuras en V para fijar redondos o placasangulares para realizar chaflanes y utillajes de diseñoespecial. Al fijar una pieza larga con un mecanismodivisor pueden utilizarse un contrapunto y lunetas. Parala fijación de las piezas y los dispositivos que seutilizan, las mesas disponen de unas ranuras en formade T en las cuales se introducen los tornillos que fijanlos utillajes y dispositivos utilizados. También es posibleutilizar dispositivos magnéticos que utilizan imanes.

Las fresadoras de control numérico pueden equiparse con dos mesas de trabajo, lo cualhace posible la carga y descarga de las piezas al mismo tiempo que se está mecanizandouna nueva pieza con el consiguiente ahorro de tiempo. La colocación o el giro de la mesa ode sus accesorios a la posición de trabajo pueden programarse con funciones específicas enlos programas de control numérico.

Mecanismo divisor Un mecanismo divisor es un accesorio de las máquinas fresadoras y de otras máquinasherramientas como taladradoras y mandrinadoras. Este dispositivo se fija sobre la mesa dela máquina y permite realizar operaciones espaciadas angularmente respecto a un eje de lapieza a mecanizar. Se utiliza para la elaboración de engranajes, prismas, escariadores, ejesranurados, etc.La pieza a mecanizar se acopla al eje de trabajo del divisor, entre el punto del divisor y uncontrapunto. Al fresar piezas esbeltas se utilizan también lunetas o apoyos de alturaregulable para que las deformaciones no sean excesivas. El divisor directo incorpora undisco o platillo con varias circunferencias concéntricas, en cada una de las cuales hay unnúmero diferente de agujeros espaciados regularmente. En uno de estos agujeros seposiciona un pasador que gira solidariamente con la manivela del eje de mando. Si eldivisor está automatizado, la división se realiza de forma automática, utilizando un discoapropiado para cada caso. Este sistema se emplea en mecanizar grandes cantidades de ejesranurados por ejemplo. La relación de transmisión entre el eje de mando y el eje de trabajodepende del tipo de mecanismo divisor que se utilice. Hay tres tipos de mecanismosdivisores: divisor directo, divisor semiuniversal y divisor universal.Un divisor directo tiene un árbol que, por un extremo tiene una punta cónica para centrarel eje la pieza, y por el otro se acciona directamente por la manivela. Algunos de estosdivisores, en lugar de tener discos intercambiables con agujeros circunferenciales, tienenranuras periféricas y el pasador de retención se sitúa perpendicularmente al eje de mando.Un divisor semiuniversal se utiliza básicamente para mecanizar ejes y engranajes de muchos dientes cuando es posible establecer una relación exacta entre el movimiento de giro de la pieza y el giro de la palanca sobre el platillo de agujeros. Para que ello sea posible, este tipo de divisor incorpora un mecanismo interior de tornillo sin fin y rueda helicoidal cuya relación de transmisión (i) usualmente es de 40:1 ó 60:1, así como varios discos intercambiables. En estos casos, la manivela de mando debe dar 40 ó 60 vueltas para completar una vuelta en el eje de trabajo del divisor. Para girar el eje de trabajo una fracción de vuelta de valor determinado debe calcularse previamente el giro que ha de realizar la manivela. Por ejemplo, para el tallado de un piñón de 20 dientes, la manivela

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debe girar 40/20 = 2 vueltas para avanzar de un diente al siguiente. Si se desea tallar unengranaje de 33 dientes, la solución es 40/33 = 1+7/33, con lo cual hay que instalar unplatillo que tenga 33 agujeros y habrá que dar un giro a la manivela de una vuelta completamás 7 agujeros del platillo de 33 agujeros.El divisor universal es de constitución parecida al divisor semiuniversal y se diferencia deeste último en que incorpora un tren exterior de engranajes intercambiables que permiterealizar la división diferencial y tallar engranajes helicoidales cuando se establece unarelación de giro del plato divisor con el avance de la mesa de la fresadora. La divisióndiferencial se utiliza cuando el engranaje que se desea tallar tiene un número de dientesque no es posible hacerlo de forma directa con los platillos disponibles porque no sedispone del número de agujeros que puedan conseguir un cociente exacto entre el giro deleje del divisor y el de la manivela del platillo.[13]

Para el mecanizado de grandes producciones de ejes ranurados o escariadores, existenmecanismos divisores automáticos con discos ranurados según el número de estrías de losejes. Estos discos agilizan el trabajo de forma considerable. El tallado de engranajes conestos mecanismos apenas se utiliza en la actualidad porque existen máquinas para eltallado de engranajes que consiguen mayores niveles de calidad y productividad. Algunasfresadoras modernas de control numérico (CNC) disponen de mesas giratorias o cabezalesorientables para que las piezas puedan ser mecanizadas por diferentes planos y ángulos deaproximación, lo cual hace innecesario utilizar el mecanismo divisor en estas máquinas.

Herramientas

→ Fresas cilíndricas para diversasaplicaciones.

Las herramientas de corte más utilizadas en unafresadora se denominan fresas, aunque también puedenutilizarse otras herramientas para realizar operacionesdiferentes al fresado, como brocas para taladrar oescariadores. Las fresas son herramientas de corte deforma, material y dimensiones muy variadas de acuerdocon el tipo de fresado que se quiera realizar. Una fresaestá determinada por su diámetro, su forma, materialconstituyente, números de labios o dientes que tenga yel sistema de sujección a la máquina.

Los labios cortantes de las fresas de acero rápido (HSS) pueden ser rectilíneos ohelicoidales, y las fresas que montan plaquitas intercambiables son de carburo metálicocomo el carburo de tungsteno, conocido como widia, de metalcerámica o, en casosespeciales, de nitruro de boro cúbico (CBN) o de diamante policristalino (PDC). En general,los materiales más duros en los filos de corte permiten utilizar mayores velocidades decorte, pero al ser menos tenaces, exigen una velocidad de avance menor. El número delabios o plaquitas de las fresas depende de su diámetro, de la cantidad de viruta que debearrancar, de la dureza del material y del tipo de fresa.

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Características de las plaquitas insertables

Fresa de planear con plaquitasinsertables cuadradas.

Fresa de perfilar con plaquitasredondas.

La calidad de las plaquitas insertables se selecciona teniendoen cuenta el material de la pieza, el tipo de aplicación y lascondiciones de mecanizado. La variedad de las formas de lasplaquitas es grande y está normalizada. Asimismo lavariedad de materiales de las herramientas modernas esconsiderable y está sujeta a un desarrollo continuo.[14] Losprincipales materiales de las plaquitas de metal duro parafresado son los que se muestran en la siguiente tabla:

Material Símbolo

Metales duros recubiertos HC

Metales duros H

Cermets HT, HC

Cerámicas CA, CN, CC

Nitruro de boro cúbico BN

Diamantes policristalinos DP, HC

La adecuación de los diferentes tipos de plaquitas según sea el material a mecanizar seindican a continuación y se clasifican según una norma ISO/ANSI para indicar lasaplicaciones en relación a la resistencia y la tenacidad que tienen.

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Código de calidades de plaquitas

SERIE ISO Características

Serie P ISO 01, 10, 20, 30, 40, 50 Ideales para el mecanizado de acero, acero fundido, y acero maleablede viruta larga.

Serie M ISO 10, 20, 30, 40 Ideales para fresar acero inoxidable, ferrítico y martensítico, acerofundido, acero al manganeso, fundición aleada, fundición maleable yacero de fácil mecanización.

Serie K ISO 01, 10, 20, 30 Ideal para el fresado de fundición gris, fundición en coquilla, yfundición maleable de viruta corta.

Serie N ISO 01, 10. 20, 30 Ideal para el fresado de metales no-férreos

Serie S Pueden ser de base de níquel o de base de titanio. Ideales para elmecanizado de aleaciones termorresistentes y súperaleaciones.

Serie H ISO 01, 10, 20, 30 Ideal para el fresado de materiales endurecidos.

Plaquita de widia cuadrada.

Plaquita de widia redonda.

Como hay tanta variedad en las formas geométricas,tamaños y ángulos de corte, existe una codificaciónnormalizada por la Organización Internacional deEstandarización (ISO 1832)[15] que está compuesta de cuatroletras y seis números donde cada una de estas letras ynúmeros indica una característica determinada del tipo deplaquita correspondiente.[16]

Ejemplo de código de plaquita: SNMG 160408 HC

Primeraletra

Formageométrica

C Rómbica 80º

D Rómbica 55º

L Rectangular

R Redonda

S Cuadrada

T Triangular

V Rómbica 35º

W Hexagonal 80º

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Segundaletra

Ángulo deincidencia

A 3º

B 5º

C 7º

D 15º

E 20º

F 25º

G 30º

N 0º

P 11º

Terceraletra

Toleranciadimensional

J Menor

MayorK

L

M

N

U

Cuartaletra

Tipo de sujección

A Agujero sin avellanar

G Agujero con rompevirutas en dos caras

M Agujero con rompevirutas en una cara

N Sin agujero ni rompevirutas

W Agujero avellanado en una cara

T Agujero avellanado y rompevirutas en una cara

N Sin agujero y con rompevirutas en una cara

X No estándar

Las dos primeras cifras indican en milímetros la longitud de la arista de corte de laplaquita, las dos cifras siguientes indican en milímetros el espesor de la plaquita y las dosúltimas cifras indican en décimas de milímetro el radio de punta de la plaquita. A estecódigo general el fabricante de la plaquita puede añadir dos letras para indicar la calidadde la plaquita o el uso recomendado.

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Afilado de fresas

Afiladora universal.

La forma constructiva de las fresas de acero rápidopermite que cuando los filos de corte estándesgastados puedan ser afilados nuevamentemediante unas máquinas de afilar diseñadas paraesta tarea. Hay un tipo de máquina, denominadaafiladora universal que, con los accesoriosadecuados y las muelas adecuadas, permite realizarel afilado de brocas, escariadores y fresas frontalesy cilíndricas mediante el rectificado con discos deesmeril.[13]

Verificación y puesta a punto Tanto en su construcción como en el mantenimiento preventivo que de forma periódicadeben realizarse a las fresadoras es necesario controlar los siguientes parámetros:[3]

•  Cimentación y nivelación. Las fresadoras deben estar sujetas en cimientos queamortigüen de la mejor forma posible las vibraciones, así como que esté correctamentenivelada para asegurar un buen funcionamiento a la mesa en sus desplazamientos siendonecesario utilizar niveles de precisión.

•  Alineación. Mediante el uso de comparadores hay que verificar que la mesa estétotalmente alineada procediendo a su reglaje si se observan desalineaciones.

•  Funcionamiento del eje portafresas. Se hace necesario verificar periódicamente con uncomparador el posible descentrado del eje portafresas en su movimiento rotatorio.

•  Alineación de los puntos del plato divisor y el contrapunto. Utilizando un gramiladecuado se procede a verificar la altura y alineación de estos dos accesorios.

•  Comprobación de la precisión de los nonios graduados. Verificar si los desplazamientosreales coinciden con la graduación de los tambores.

•  Verificación del juego del eje portafresas en la luneta del carnero. Si existe un juegoexcesivo es necesario proceder a la sustitución casquillo de bronce de la luneta.

Operaciones de fresado Con el uso creciente de las fresadoras de control numérico están aumentando lasoperaciones de fresado que se pueden realizar con este tipo de máquinas, siendo así que elfresado se ha convertido en un método polivalente de mecanizado. El desarrollo de lasherramientas ha contribuido también a crear nuevas posibilidades de fresado además deincrementar de forma considerable la productividad, la calidad y exactitud de lasoperaciones realizadas.El fresado consiste principalmente en el corte del material que se mecaniza con unaherramienta rotativa de varios filos, que se llaman dientes, labios o plaquitas de metal duro,que ejecuta movimientos de avance programados de la mesa de trabajo en casi cualquierdirección de los tres ejes posibles en los que se puede desplazar la mesa donde va fijada lapieza que se mecaniza.

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Las herramientas de fresar se caracterizan por su diámetro exterior, el número de dientes,el paso de los dientes (distancia entre dos dientes consecutivos) y el sistema de fijación dela fresa en la máquina.En las fresadoras universales utilizando los accesorios adecuados o en las fresadoras decontrol numérico se puede realizar la siguiente relación de fresados:[1]

Fresa de planear de plaquitas demetal duro.

•  Planeado. La aplicación más frecuente de fresado es elplaneado, que tiene por objetivo conseguir superficiesplanas. Para el planeado se utilizan generalmente fresasde planear de plaquitas intercambiables de metal duro,existiendo una gama muy variada de diámetros de estasfresas y del número de plaquitas que monta cada fresa.Los fabricantes de plaquitas recomiendan como primeraopción el uso de plaquitas redondas o con ángulos de 45ºcomo alternativa.

•  Fresado en escuadra. El fresado en escuadra es unavariante del planeado que consiste en dejar escalonesperpendiculares en la pieza que se mecaniza. Para ello se utilizan plaquitas cuadradas orómbicas situadas en el portaherramientas de forma adecuada.

•  Cubicaje. La operación de cubicaje es muy común en fresadoras verticales uhorizontales y consiste en preparar los tarugos de metal u otro material como mármol ogranito en las dimensiones cúbicas adecuadas para operaciones posteriores. Este fresadotambién se realiza con fresas de planear de plaquitas intercambiables.

•  Corte. Una de las operaciones iniciales de mecanizado que hay que realizar consistemuchas veces en cortar las piezas a la longitud determinada partiendo de barras yperfiles comerciales de una longitud mayor. Para el corte industrial de piezas se utilizanindistintamente sierras de cinta o fresadoras equipadas con fresas cilíndricas de corte.Lo significativo de las fresas de corte es que pueden ser de acero rápido o de metal duro.Se caracterizan por ser muy delgadas (del orden de 3 mm aunque puede variar), tener undiámetro grande y un dentado muy fino. Se utilizan fresas de disco relativamente pocoespesor (de 0,5 a 6 mm) y hasta 300 mm de diámetro con las superficies lateralesretranqueadas para evitar el rozamiento de estas con la pieza.[8]

Fresa de disco para ranurar.

•  Ranurado recto. Para el fresado de ranuras rectas seutilizan generalmente fresas cilíndricas con la anchura dela ranura y, a menudo, se montan varias fresas en el ejeportafresas permitiendo aumentar la productividad demecanizado. Al montaje de varias fresas cilíndricas se ledenomina tren de fresas o fresas compuestas. Las fresascilíndricas se caracterizan por tener tres aristas de corte:la frontal y las dos laterales. En la mayoría de aplicacionesse utilizan fresas de acero rápido ya que las de metal duroson muy caras y por lo tanto solo se emplean enproducciones muy grandes.

•  Ranurado de forma. Se utilizan fresas de la forma adecuada a la ranura, que puede seren forma de T, de cola de milano, etc.

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Fresas para ranurado dechaveteros.

•  Ranurado de chaveteros. Se utilizan fresas cilíndricascon mango, conocidas en el argot como bailarinas, con lasque se puede avanzar el corte tanto en direcciónperpendicular a su eje como paralela a este.

•  Copiado. Para el fresado en copiado se utilizan fresas conplaquitas de perfil redondo a fin de poder realizaroperaciones de mecanizado en orografías y perfiles decaras cambiantes. Existen dos tipos de fresas de copiar:las de perfil de media bola y las de canto redondo otóricas.

•  Fresado de cavidades. En este tipo de operaciones esrecomendable realizar un taladro previo y a partir del mismo y con fresas adecuadasabordar el mecanizado de la cavidad teniendo en cuenta que los radios de la cavidaddeben ser al menos un 15% superior al radio de la fresa.

•  Torno-fresado. Este tipo de mecanizado utiliza la interpolación circular en fresadorasde control numérico y sirve tanto para el torneado de agujeros de precisión como para eltorneado exterior. El proceso combina la rotación de la pieza y de la herramienta defresar siendo posible conseguir una superficie de revolución. Esta superficie puede serconcéntrica respecto a la línea central de rotación de la pieza. Si se desplaza la fresahacia arriba o hacia abajo coordinadamente con el giro de la pieza pueden obtenersegeometrías excéntricas, como el de una leva, o incluso el de un árbol de levas o uncigüeñal. Con el desplazamiento axial es posible alcanzar la longitud requerida.

•  Fresado de roscas. El fresado de roscas requiere una fresadora capaz de realizarinterpolación helicoidal simultánea en dos grados de libertad: la rotación de la piezarespecto al eje de la hélice de la rosca y la traslación de la pieza en la dirección de dichoeje. El perfil de los filos de corte de la fresa deben ser adecuados al tipo de rosca que semecanice.

•  Fresado frontal. Consiste en el fresado que se realiza con fresas helicoidales cilíndricasque atacan frontalmente la operación de fresado. En las fresadoras de control numéricose utilizan cada vez más fresas de metal duro totalmente integrales que permitentrabajar a velocidades muy altas.

•  Fresado de engranajes. El fresado de engranajes apenas se realiza ya en fresadorasuniversales mediante el plato divisor, sino que se hacen en máquinas especiales llamadastalladoras de engranajes y con el uso de fresas especiales del módulo de dienteadecuado.

•  Taladrado, escariado y mandrinado. Estas operaciones se realizan habitualmente enlas fresadoras de control numérico dotadas de un almacén de herramientas y utilizandolas herramientas adecuadas para cada caso.

•  Mortajado. Consiste en mecanizar chaveteros en los agujeros, para lo cual se utilizanbrochadoras o bien un accesorio especial que se acopla al cabezal de las fresadorasuniversales y transforma el movimiento de rotación en un movimiento verticalalternativo.

•  Fresado en rampa. Es un tipo de fresado habitual en el mecanizado de moldes que serealiza con fresadoras copiadoras o con fresadoras de control numérico.

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Consideraciones generales para el fresado

Fresado a favor.

Para que los trabajos de fresado se realicen en lasmejores condiciones se han de cumplir una serie derequisitos. Se debe asegurar una buena rigidez de lamáquina y que tenga la potencia suficiente para poderutilizar las herramientas más convenientes. Asimismodebe utilizarse el menor voladizo de la herramienta conel husillo que sea posible.Respecto de las herramientas de fresar, hay queadecuar el número de dientes, labios o plaquitas de lasfresas procurando que no haya demasiados filostrabajando simultáneamente. El diámetro de las fresasde planear debe ser el adecuado de acuerdo con laanchura de corte.En los parámetros de corte hay que seleccionar el avance de trabajo por diente másadecuado de acuerdo con las características del mecanizado como el material de la pieza,las características de la fresa, la calidad y precisión requeridas para la pieza y laevacuación de la viruta. Siempre que sea posible, hay que realizar el fresado enconcordancia y utilizar plaquitas de geometría positiva, es decir, con ángulo dedesprendimiento positivo. Debe utilizarse refrigerante sólo si es necesario, pues el fresadose realiza en mejores condiciones sin refrigerante en la mayoría de las aplicaciones de lasplaquitas de metal duro.[14]

Problemas habituales en el fresado Durante el fresado pueden aparecer una serie de problemas que dificultan la calidad de lasoperaciones de fresado. Los problemas más habituales se muestran en la siguiente tabla:[14]

Problemas habituales Causas posibles

→ Velocidadde corte

→Velocidadde avance

Profundidad decorte

Tipo de fresa

Alta Baja Alta Baja Alta Baja Pocodura

Pocotenaz

Radiodepuntagrande

Ángulo dedesprendimientopequeño onegativo

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Alteraciónde losfilos decorte

Desgaste dela superficiede incidencia

X X

Entallas en elfilo

X X

Craterizaciónodeformaciónplástica

X X X X

Filo deaportación(virutasoldada en elfilo)

X X

Pequeñosastillamientos

X X X

Rotura dedientes

X X X

Virutas largas X X X

Vibraciones X X X X X

Las vibraciones excesivas pueden ser causadas además por fijaciones incorrectas o pocorígidas o porque la pieza se deforme cuando incide sobre ella cada diente de la fresa.Además, el fresado en oposición genera más vibraciones que el fresado en concordancia.Dichas vibraciones afectan a las tolerancias dimensionales y a las rugosidades obtenidas,por lo que la armonía entre la herramienta y su movimiento de corte junto con la pieza ymáquina es esencial para maximizar el mejor acabado. Otras causas de imperfecciones enlas superficies mecanizadas son las alteraciones de los filos de corte, la falta demantenimiento de la máquina y el uso incorrecto de los utillajes.

Parámetros de corte del fresado

Fresado en concordancia,[17] [13] [8]

o hacia abajo.[18]

Los parámetros tecnológicos fundamentales que hayque considerar en el proceso de fresado son lossiguientes:[19]

•  Elección del tipo de máquina, accesorios y sistemasde fijación de pieza y herramienta más adecuados.

•  Elección del tipo de fresado: frontal, tangencial enconcordancia o tangencial en oposición.

•  Elección de los parámetros de corte: velocidad decorte (Vc), velocidad de giro de la herramienta (n),velocidad de avance (Va), profundidad de pasada (p),anchura de corte (Ac), etc.)

No hay unanimidad dentro del sector del mecanizado en las denominaciones de losprocedimientos de fresado. El fresado tangencial también es denominado

Fresadora 65

Fresado en oposición,[17] [13] [8] ohacia arriba.[18]

fresado periférico, fresado cilíndrico o fresadohelicoidal. Los dos tipos de fresados tangencialestambién son conocidos con varias denominaciones: •  Fresado en concordancia: fresado hacia abajo,[18] o

fresado equicorriente.[8]

•  Fresado en oposición: fresado hacia arriba,[18] ofresado normal.[8]

En el fresado en concordancia, la herramienta gira enel mismo sentido en el que avanza la pieza. Este tipo defresado es también conocido como fresado hacia abajodebido a que, cuando el eje de giro de la fresa eshorizontal, la componente vertical de la fuerza de corteestá dirigida hacia la abajo.[18] En el fresado en oposición, también conocido como fresadohacia arriba, ocurre lo contrario, es decir, la herramienta gira en sentido contrario alavance de la pieza y la componente vertical de la fuerza de corte se dirige hacia arriba.

Para obtener una buena calidad en la superficie mecanizada, el fresado en concordancia esel método de fresado más recomendable siempre que la máquina, la herramienta y losutillajes lo permitan.[20]

En el fresado en oposición, el espesor de la viruta y la presión de corte aumentan segúnavanza la herramienta, por lo que se requiere menos potencia para la máquina. Sinembargo, este método presenta varios inconvenientes. Produce vibraciones en la máquina yuna peor calidad superficial del mecanizado. Hay que tener cuidado con la sujeción de lapieza porque el empuje de la herramienta tenderá a expulsarla del amarre.[21]

En el fresado en concordancia, los dientes de la fresa inician el corte de la pieza con elmáximo espesor de viruta, por lo que se necesita mayor esfuerzo de corte que en el fresadoen oposición. Cuando la fresa se retira de la pieza, el espesor de la viruta es menor y portanto la presión de trabajo es menor, produciendo así un mejor acabado de la superficiemecanizada. Este método de fresado requiere máquinas de mayor potencia y rigidez. Estefresado favorece la sujeción de la pieza porque tiende a apretarla hacia abajo.[22]

Al utilizar herramientas cuyos filos de corte permiten avanzar el corte en dirección axial yen dirección radial, como en las fresas de planear o las bailarinas, en la mayoría de loscasos es recomendable que, cuando la fresa está cortando, se realicen prioritariamente losmovimientos de avance en la dirección radial. Esto es debido a que la geometría de los filosde corte, en la mayoría de los casos, está diseñada para que se desgasten más lentamenteal avanzar el corte en dirección radial. Teniendo esto en cuenta, los movimientos deprofundización con estas herramientas se realizan preferentemente en vacío, se limitan auna perforación inicial o dicha perforación se realiza con otras herramientas, por ejemplobrocas o coronas trepanadoras. No obstante, cuando se utilizan plaquitas redondas enfresas de perfilar es indiferente la dirección de avance.

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Velocidad de corte Se define como velocidad de corte la velocidad lineal de la periferia de la fresa u otraherramienta que se utilice en el fresado. La velocidad de corte, que se expresa en metrospor minuto (m/min), tiene que ser elegida antes de iniciar el mecanizado y su valoradecuado depende de muchos factores, especialmente de la calidad y tipo de fresa que seutilice, de la dureza y la maquinabilidad que tenga el material que se mecanice y de lavelocidad de avance empleada. Las limitaciones principales de la máquina son su gama develocidades, la potencia de los motores y de la rigidez de la fijación de la pieza y de laherramienta.Como cada filo de corte de la fresa trabaja intermitentemente sobre la pieza, cortandoúnicamente durante una fracción de cada revolución de la herramienta, los filos de cortealcanzan temperaturas inferiores a las que se alcanzan en un torno y, en consecuencia, seutilizan velocidades de corte mayores. No obstante, el trabajo de la fresa en conjunto puedeno considerarse intermitente, pues siempre hay un filo de corte en fase de trabajo.[8]

A partir de la determinación de la velocidad de corte se puede determinar las revolucionespor minuto que tendrá el husillo portaherramientas según la siguiente fórmula:

Donde Vc es la velocidad de corte, n es la velocidad de rotación de la herramienta y Dc es eldiámetro de la herramienta.La velocidad de corte es el factor principal que determina la duración de la herramienta.Una alta velocidad de corte permite realizar el mecanizado en menos tiempo pero acelera eldesgaste de la herramienta. Los fabricantes de herramientas y prontuarios de mecanizado,ofrecen datos orientativos sobre la velocidad de corte adecuada de las herramientas parauna vida útil o duración determinada de la herramienta, por ejemplo, 15 minutos. Enocasiones, es deseable ajustar la velocidad de corte para una duración diferente de laherramienta, para lo cual, los valores de la velocidad de corte se multiplican por un factorde corrección. La relación entre este factor de corrección y la duración de la herramientaen operación de corte no es lineal.[23]

Una velocidad de corte excesiva puede dar lugar a un desgaste muy rápido del filo de cortede la herramienta, a la deformación plástica del filo de corte con pérdida de tolerancia delmecanizado y, en general, a una calidad del mecanizado deficiente. Por otra parte, unavelocidad de corte demasiado baja puede dar lugar a la formación de filo de aportación enla herramienta, a dificultades en la evacuación de viruta y al aumento del tiempo demecanizado, lo cual se traduce en una baja productividad y un coste elevado delmecanizado.

Velocidad de rotación de la herramienta La velocidad de rotación del husillo portaherramientas se expresa habitualmente enrevoluciones por minuto (rpm). En las fresadoras convencionales hay una gama limitada develocidades, que dependen de la velocidad de giro del motor principal y del número develocidades de la caja de cambios de la máquina. En las fresadoras de control numérico,esta velocidad es controlada con un sistema de realimentación en el que puedeseleccionarse una velocidad cualquiera dentro de un rango de velocidades, hasta unavelocidad máxima.

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La velocidad de rotación de la herramienta es directamente proporcional a la velocidad decorte y al diámetro de la herramienta.

Velocidad de avance

Diagrama de fresado frontal.p: profundidad de pasada

la: longitud de corte efectival: longitud de arista de corte

Κr: ángulo de posición.

El avance o velocidad de avanceen el fresado es la velocidadrelativa entre la pieza y laherramienta, es decir, la velocidadcon la que progresa el corte. Elavance y el radio de la punta de laherramienta de corte son los dosfactores más importantes de loscuales depende la rugosidad de lasuperficie obtenida en el fresado.

Cada fresa puede cortaradecuadamente en un rango develocidades de avance por cadarevolución de la herramienta, denominado avance por revolución (fz). Este rango dependefundamentalmente de número de dientes de la fresa, del tamaño de cada diente y de laprofundidad de corte, además del tipo de material de la pieza y de la calidad y el tipo deplaquita de corte. Este rango de velocidades se determina experimentalmente y seencuentra en los catálogos de los fabricantes de plaquitas. Además esta velocidad estálimitada por las rigideces de las sujeciones de la pieza y de la herramienta y por la potenciadel motor de avance de la máquina. El grosor máximo de viruta en mm es el indicador delimitación más importante para una herramienta de fresado. El filo de corte de lasherramientas se prueba para que tenga un valor determinado entre un mínimo y un máximode grosor de la viruta.

El avance por revolución (fn) es el producto del avance por diente por el número de dientes(z) de la herramienta.

La velocidad de avance es el producto del avance por revolución por la velocidad derotación de la herramienta.

Al igual que con la velocidad de rotación de la herramienta, en las fresadorasconvencionales la velocidad de avance se selecciona de una gama de velocidadesdisponibles en una caja de cambios, mientras que las fresadoras de control numéricopueden trabajar con cualquier velocidad de avance hasta la máxima velocidad de avance dela máquina.La velocidad de avance es decisiva para la formación de viruta, el consumo de potencia, la rugosidad superficial obtenida, las tensiones mecánicas, la temperatura en la zona de corte

Fresadora 68

y la productividad. Una elevada velocidad de avance da lugar a un buen control de viruta yuna mayor duración de la herramienta por unidad de superficie mecanizada, pero tambiénda lugar a una elevada rugosidad superficial y un mayor riesgo de deterioro de laherramienta por roturas o por temperaturas excesivas. En cambio, una velocidad de avancebaja da lugar a la formación de virutas más largas que pueden formar bucles y unincremento del tiempo de mecanizado, lo cual hace que la duración de la herramienta porunidad de superficie sea menor y que la producción sea más costosa.

Profundidad de corte o de pasada La profundidad de corte o profundidad de pasada (p) es la profundidad de la capaarrancada de la superficie de la pieza en una pasada de la herramienta. Habitualmente seexpresa en milímetros (mm). La anchura de corte (s), expresado en mm, es la anchura de laparte de la pieza implicada en el corte. Estos parámetros hay que tenerlos en cuenta por lainfluencia que tiene en el cálculo de la sección de viruta y consecuentemente en la fuerzade corte necesaria para poder realizar el mecanizado.La profundidad de pasada se establece a priori y depende principalmente de las creces dematerial a mecanizar, del grado de precisión dimensional a conseguir, de la potencia de lamáquina y de la relación con respecto al avance seleccionado y de parámetros propios de laplaquita de corte como su tamaño, el radio de la punta y su perfil. Al realizar mecanizadosde desbaste se utilizan filos con mayor longitud de arista de corte que permiten realizarmecanizados con mayores profundidades de pasada y velocidades de avance. Sin embargo,para las operaciones de acabado, se requiere una profundidad de corte menor.La longitud de corte efectiva (la), cuyo valor máximo está directamente relacionado con lalongitud de la arista del filo de corte, depende de la profundidad de pasada (p) y del ángulode posición ( )

Espesor y sección de viruta La relación que existe entre el avance por diente de la fresa (fz) y la profundidad de pasada(p) constituye la sección de la viruta. La sección de viruta guarda también relación con eltipo de fresado que se realice, la sección de viruta es igual a

El espesor de la viruta corresponde al avance por diente de la fresa. El control de la sección y del espesor de la viruta son factores importantes a la hora dedeterminar el proceso de mecanizado. Cuanto menor sea el espesor de la viruta en elmomento del arranque, la carga del filo será menor y esto permitirá aplicar mayoresvelocidades de avance por diente sin dañar al mismo, teniendo que reducir la profundidadde corte debido a los menores ángulos de posicionamiento de los filos. El poder controlar lasección de viruta depende principalmente de varios factores como la potencia de lamáquina, la fijación o el sistema de amarre de la pieza, la sección del mango de laherramienta así como de la sujeción de las plaquitas y la geometría de las mismas. Elaumento de la sección y espesor de viruta, entre otras variables, implica un aumento de lapotencia necesaria para que se realice el arranque de material.

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Volumen de viruta arrancado En el fresado tangencial, el volumen de viruta arrancado por minuto se expresa centímetroscúbicos por minuto y se obtiene de la siguiente fórmula:

Donde Q es el volumen de viruta arrancado por minuto, Ac es el ancho del corte, p es laprofundidad de pasada, y f es la velocidad de avance. Este dato es importante paradeterminar la potencia necesaria de la máquina y la vida útil de las herramientas.

Tiempo de mecanizado Para poder calcular el tiempo de mecanizado en una fresadora hay que tener en cuenta lalongitud de aproximación y salida de la fresa de la pieza que se mecaniza. Esta longituddepende del tipo de fresado. Por ejemplo, en el planeado la longitud de aproximacióncoincide con la mitad del diámetro de la herramienta; en el fresado de ranuras es diferentey depende la profundidad de la ranura y del diámetro de la fresa; y en el fresado porcontorneado interior o exterior las longitudes de mecanizado dependen del diámetro de lafresa y de la geometría de la superficie contorneada.El tiempo de mecanizado puede calcularse a partir de la siguiente ecuación.

;

donde Tm es el tiempo de mecanizado y f es la velocidad de avance.

Fuerza específica de corte

Fresado en oposición.

La fuerza de corte es un parámetro a tener en cuentapara evitar roturas y deformaciones en la herramienta yen la pieza y para poder calcular la potencia necesariapara efectuar un determinado mecanizado. Esteparámetro está en función del avance de fresado, de lavelocidad de corte, de la maquinabilidad del material,de la dureza del material, de las características de laherramienta y del espesor medio de la viruta. Todosestos factores se engloban en un coeficientedenominado fuerza específica de corte (kc), que seexpresa en N/mm².[14]

Potencia de corte La potencia de corte (Pc) necesaria para efectuar un determinado mecanizadohabitualmente se expresa en kilovatios (kW) y se calcula a partir del valor del volumen dearranque de viruta, la fuerza específica de corte y del rendimiento que tenga la fresadora.Esta fuerza específica de corte (kc) es una constante que se

Fresadora 70

Fresado en concordancia.

determina en función del tipo de material que se estámecanizando, la geometría de la herramienta, elespesor de viruta, etc.

Para poder obtener el valor de potencia correcto, elvalor obtenido tiene que dividirse por un determinadovalor adimensional que tiene en cuenta el rendimientode la máquina (ρ). Este valor es la relación entre lapotencia de corte efectiva, es decir, la potencianecesaria en la herramienta; respecto a la potenciaconsumida el motor de accionamiento principal de lamáquina.

donde Pc es la potencia de corte, Ac es el ancho de corte; p es la profundidad de pasada, f esla velocidad de avance, kc es la fuerza específica de corte y ρ es el rendimiento de lamáquina.

Mecanizado rápido El concepto de mecanizado rápido se refiere al que se produce en las modernas máquinasherramientas de control numérico equipadas con cabezales potentes y robustos que lespermiten girar a muchos miles de revoluciones por minuto hasta del orden de 30.000 rpm, yavances de trabajo muy grandes cuando se trata del mecanizado de materiales blandos ycon mucho vaciado de viruta tal y como ocurre en la fabricación de moldes o de grandescomponentes de la industria aeronáutica. Los metales y aleaciones de fácil mecanizaciónson los más adecuados para el concepto de mecanizado rápido.[24]

Fresado en seco y con refrigerante

Fresado de aluminio utilizandotaladrina.

En la actualidad el fresado en seco de ciertosmateriales es completamente viable cuando se utilizanherramientas de metal duro, por eso hay una tendenciareciente a efectuar los mecanizados en seco siempreque la calidad de la herramienta lo permita. Lainquietud por la eficiencia en el uso de refrigerantes decorte se despertó durante los años 1990, cuandoestudios realizados en empresas de fabricación decomponentes para automoción en Alemania pusieron derelieve el coste elevado del ciclo de vida delrefrigerante, especialmente en su reciclado.

Sin embargo, el mecanizado en seco no es adecuadopara todas las aplicaciones, especialmente para taladrados, roscados y mandrinados paragarantizar la evacuación de las virutas, especialmente si se utilizan fresas de acero rápido.

Tampoco es recomendable fresar en seco materiales pastosos o demasiado blandos como el aluminio o el acero de bajo contenido en carbono ya que es muy probable que los filos de

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corte se embocen con el material que cortan, formándose un filo de aportación que causaimperfecciones en el acabado superficial, dispersiones en las medidas de la pieza e inclusoroturas de los filos de corte. En el caso de mecanizar materiales poco dúctiles que tienden aformar viruta corta, como la fundición gris, la taladrina es beneficiosa como agentelimpiador, evitando la formación de nubes tóxicas de aerosoles. La taladrina esimprescindible al fresar materiales abrasivos como el acero inoxidable.En el fresado en seco la maquinaria debe estar preparada para absorber sin problemas elcalor producido en la acción de corte. Para evitar excesos de temperatura por elsobrecalentamiento de husillos, herramientas y otros elementos, suelen incorporarsecircuitos internos de refrigeración por aceite o aire.Salvo excepciones, el fresado en seco se ha generalizado y ha servido para que lasempresas se hayan cuestionado usar taladrina únicamente en las operaciones necesarias ycon el caudal necesario. Es necesario evaluar con cuidado operaciones, materiales, piezas,exigencias de calidad y maquinaria para identificar los beneficios de eliminar el aporte derefrigerante.[25]

Gestión económica del fresado Cuando los ingenieros diseñan una máquina, un equipo o un utensilio, lo hacen mediante elacoplamiento de una serie de componentes de materiales diferentes y que requierenprocesos de mecanizado para conseguir las tolerancias de fabricación adecuadas.La suma del coste de la materia prima de una pieza, el coste del proceso de mecanizado y elcoste de las piezas fabricadas de forma defectuosa constituyen el coste total de una pieza.Desde siempre el desarrollo tecnológico ha tenido como objetivo conseguir la máximacalidad posible de los componentes así como el precio más bajo posible tanto de la materiaprima como de los costes de mecanizado.Para reducir el coste de fresado y del mecanizado en general se ha actuado bajo las buenasprácticas de manufactura, en los siguientes frentes:•  Conseguir materiales cada vez mejor mecanizables, materiales que una vez mecanizados

en blando son endurecidos mediante tratamientos térmicos que mejoran de forma muysensible sus prestaciones mecánicas de dureza y resistencia principalmente.

•  Conseguir herramientas de mecanizado de mejor calidad que permite aumentar deforma considerable las condiciones tecnológicas del mecanizado, tanto su velocidad decorte como el avance de trabajo sin que se deterioren los filos de corte de lasherramientas.

•  Construir fresadoras más robustas, rápidas y precisas que consigan reducirsensiblemente el tiempo de mecanizado así como conseguir piezas de mayor calidad ytolerancias más estrechas.

•  Ajustar los parámetros de corte a valores óptimos de productividad,[23] incluyendomovimientos y cortes de entrada.

Para disminuir el índice de piezas defectuosas se ha conseguido automatizar al máximo eltrabajo de las fresadoras, disminuyendo drásticamente el fresado manual, y construyendofresadoras automáticos muy sofisticadas o fresadoras guiadas por ordenador que ejecutanun mecanizado de acuerdo a un programa establecido previamente.

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Condiciones de trabajo con fresadora

Normas de seguridad en el trabajo con fresadoras Al manipular una fresadora, hay que observar una serie de requisitos para que condicionesde trabajo mantengan unos niveles adecuados de seguridad y salud. Los riesgos másfrecuentes con este tipo de máquinas son contactos accidentales con la herramienta o conla pieza en movimiento, atrapamientos por los órganos de movimiento de la máquina,proyecciones de la pieza, de la herramienta o de las virutas, dermatitis por contacto con loslíquidos refrigerantes y cortes al manipular herramientas o virutas.Para los riesgos de contacto y atrapamiento deben tomarse medidas como el uso depantallas protectoras, evitar utilizar ropas holgadas, especialmente en lo que se refiere amangas anchas o corbatas y, si se trabaja con el pelo largo, llevarlo recogido.Para los riesgos de proyección de parte o la totalidad de la pieza o de la herramienta,generalmente por su ruptura, deben utilizarse pantallas protectoras y cerrar las puertasantes de la operación.Para los riesgos de dermatitis y cortes por la manipulación de elementos, deben utilizarseguantes de seguridad. Además, los líquidos de corte deben utilizarse únicamente cuandosean necesarios.Además, la propia máquina debe disponer de elementos de seguridad, como enclavamientosque eviten la puesta en marcha involuntaria; botones de parada de emergencia de tipo setaestando el resto de pulsadores encastrados y situados fuera de la zona de peligro. Esrecomendable que los riesgos sean eliminados tan cerca de su lugar de generación y tanpronto como sea posible, disponiendo de un sistema de aspiración en la zona de corte,pantallas de seguridad y una buena iluminación. Estas máquinas deben estar en un lugarnivelado y limpio para evitar caídas. En las máquinas en las que, una vez tomadas lasmedidas de protección posibles, persista un riesgo residual, éste debe estar adecuadamenteseñalizado mediante una señalización normalizada.[26]

Normas de seguridad

1 Utilizar equipo de seguridad: gafas de seguridad, caretas, etc..

2 No utilizar ropa holgada o muy suelta. Se recomiendan las mangas cortas.

3 Utilizar ropa de algodón.

4 Utilizar calzado de seguridad.

5 Mantener el lugar siempre limpio.

6 Si se mecanizan piezas pesadas utilizar polipastos adecuados para cargar y descargar las piezas de lamáquina.

7 Es preferible llevar el pelo corto. Si es largo no debe estar suelto sino recogido.

8 No vestir joyería, como collares o anillos.

9 Siempre se deben conocer los controles y el funcionamiento de la fresadora. Se debe saber comodetener su funcionamiento en caso de emergencia.

10 Es muy recomendable trabajar en un área bien iluminada que ayude al operador, pero la iluminaciónno debe ser excesiva para que no cause demasiado resplandor.

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Perfil de los fresadores profesionales Ante la diversidad de tipos de fresadoras que existen, también existen diferentes perfiles delos profesionales dedicados a estas máquinas. Estos profesionales pueden clasificarse enprogramadores de CNC, preparadores y fresadores.[27]

Los programadores de CNC son imprescindibles cuando se utilizan fresadoras de controlnumérico, pues es necesario que se elabore el programa de las operaciones que tiene querealizar la máquina para el mecanizado de las piezas. Un programador de CNC debe ser unbuen conocedor de los factores que intervienen en el mecanizado; las características y ladisponibilidad de las máquinas, las herramientas de corte y de sujeción; los tipos dematerial a mecanizar y sus características de mecanización, el uso de refrigerantes, lacantidad de piezas a mecanizar y los requisitos de tolerancias de fabricación y acabadosuperficial que se requieren para las piezas fabricadas. Además debe ser capaz deinterpretar correctamente de los planos de las piezas y la técnica de programación queutilice de acuerdo con el equipo que tenga la fresadora.[19] [28]

Preparando la máquina. IES Politécnico Sevilla.

Un preparador de fresadoras es un técnicocualificado que se encarga de poner apunto estas máquinas cada vez que seproduce un cambio en las operaciones arealizar en el mecanizado de piezas. En lasindustrias donde hay instaladas variasfresadoras de gran producción o de controlnumérico, debe haber un profesionalespecífico encargado para estas tareas,pero cuando la producción menor, son lospropios encargados de las operaciones dela máquina los que preparan la máquina.[28]

Una vez que la fresadora ha sido preparadapara un trabajo determinado, el control posterior del trabajo de la máquina sueleencargarse a una persona de menor preparación técnica que sólo debe ocuparse de que lacalidad de las piezas mecanizadas se vaya cumpliendo dentro de las calidades de toleranciay rugosidad exigidas. A veces un operario es capaz de atender a varias fresadoras, si éstastienen automatizados el sistema de alimentación de piezas mediante autómatasprogramables.

Los fresadores de máquinas convencionales son operarios cualificados que se encargan derealizar las operaciones que intervienen en el proceso de mecanización con máquinasherramientas convencionales y especializadas, comprobando piezas y acoplamientos,empleando los equipos, máquinas e instrumentos de medida y verificación necesarios,realizando el mantenimiento de primer nivel y estableciendo los procesos de trabajo,introducción y ajuste de parámetros, siguiendo las instrucciones indicadas en losdocumentos técnicos, en condiciones de autonomía, calidad y seguridad.[29]

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Véase también •  Acero rápido•  → Fresa (herramienta)•  → Mecanizado•  Widia

Referencias [1]  MEC (2005). « Mecanizado en fresadora. (http:/ / concurso. cnice. mec. es/ cnice2005/

2_mecanizado_fresadora/ curso/ index. htm)». España: Ministerio de Educación y Ciencia.Consultado el 25-3-2008.

[2]  Ginjaume, Albert; Torre, Felipe (2005). « Fresadora (http:/ / books. google. com/books?id=mE-rMYRKEFsC& pg=PA37& vq=fresadora& dq=fresadora& lr=& hl=es&source=gbs_search_s& cad=4& sig=9m9NMDDEXLdGI1dmxqebIW57HaE)», CengageLearning Editores (ed.). Ejecución de procesos de mecanizado, conformado y montaje.ISBN 84-9732-382-3.

[3]  Millán Gómez, Simón (2006), Procedimientos de mecanizado (http:/ / books. google.com/ books?id=PXLIf4R5fHMC& pg=PA181& dq=mordaza+ hidráulica& hl=es&sig=YgcqwZdybIBG8mu3YubPo1FccFA#PPA181,M1), Cengage Learning Editores, ISBN84-9732-428-5

[4]  Aldabaldetrecu, Patxi (2007), Historia de las fresadoras (http:/ / www.museo-maquina-herramienta. com/ historia/ Lehenengoko-erremintak/Fresatzeko-makinak), Museo Máquina-Herramienta de Elgóibar. Guipúzcoa, España[13-3-2008]

[5]  Historia de la Fresadora (http:/ / www. museo-maquina-herramienta. com/ historia/Lehenengoko-erremintak/ Fresatzeko-makinak) Museo máquina-herramienta de Elgóibar.España [22-4-2008]

[6]  National Inventors Hall of Fame Foundation (2007), John T. Parsons (http:/ / www.invent. org/ hall_of_fame/ 118. html) (en inglés), en invent.org. [19-4-2008]

[7]  Aldabaltedrecu, Patxi (2002), Evolución Técnica de la Máquina-herramienta (http:/ /www. metalunivers. com/ arees/ historia/ general/ tecnologica. htm), en metalunivers.com[21-3-2008]

[8]  Lasheras, Jose María (2002). «Máquinas herramientas: fresadoras», EditorialDonostiarra (ed.). Tecnología Mecánica y Metrotecnia, 8ª ed edición. ISBN978-84-368-1663-1.

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[10]  MAD-Eduforma (2006), Oficial de Mantenimiento. Temario General Ebook (http:/ /books. google. com/ books?id=qcG4M1XK6aAC& pg=RA1-PA1147& dq=fresadora+carpintería& lr=& hl=es& sig=r2LBqYs2Ri023o0ZGc5p6Z11cY8#PRA1-PA1147,M1),MAD-Eduforma, ISBN 84-665-5181-6

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Fresadora

Source: http:/ / es. wikipedia. org/ w/ index. php? oldid=25087983Contributors: Alberto2010, Alexav8, Alfonso Márquez, Anrfernandez, Automaticoetsii, B25es, BL, Bethan 182,Bucephala, Claudio Elias, Colquitov, Cookie, Dafunk3, Daniel De Leon Martinez, David0811, Davius, Desmond,Digigalos, Dodo, Drexplos, Egaida, Ensada, FAR, Feliciano, Fidelmoquegua, Fsd141, Gmetsai, Gothmog, HUB,Hispalois, Ignacio.lopez, Isha, JMPerez, Joanolo, JorgeGG, KnightRider, Kosky, Matdrodes, Mister, Netito777,Niplos, Ondercin, Orgullomoore, Pan con queso, Pedro Nonualco, PoLuX124, Queninosta, Rage against,Rankawito, Speedplus, Tano4595, Togo, Tornadoaazul, Tortillovsky, Txo, Ty25, Vandal Crusher, Wikisilki, Yeza,Yuntse, Zarkin, 91 anonymous edits

Fresa (herramienta)

Fresa de módulo de perfil constante

Se denomina fresa a una herramienta circular, decorte múltiple, usada en máquinas fresadoras parael mecanizado de piezas.Los dientes cortantes de lasfresas pueden ser rectilíneos o helicoidales, y deperfil recto o formando un ángulo determinado.

Las fresas para mecanizados de grandes series, ymateriales duros, llevan incorporadas plaquetas demetal duro (widia), o de metalcerámica (cermet) quese fijan mediante tornillos de apriete sobre losdiscos de las fresas.

El número de dientes de una fresa depende de sudiámetro, de la cantidad de viruta que debearrancar, de la dureza del material y del tipo defresa.Con la implantación masiva de Centros de Mecanizado (CNC) se han diseñado fresas de unagran calidad y variedad para todo tipo de mecanizados.

Fresa (herramienta) 78

Tipos de fresas

Fresas cilíndricas de diversasaplicaciones

•  Fresas cilíndricas: Su mango es cilíndrico y se cogen ala máquina mediante pinzas especiales de apriete deacuerdo al diámetro que tenga el mango. Su forma detrabajar es parecido a la broca, pero con un poder de cortemayor y que no hacen agujeros sino que mecanizanranuras, chaveteros, avellanados, etc. Las más empleadasde este tipo de brocas tienen 2 ó 4 labios. Una variante deestas fresas son las que tienen forma de T y son empleadaspara el mecanizado de ranuras y chaveteros.Un ejemplo defresas mandrilicas especiales son las que usan los dentistas para atacar las cariesdentales y hacer los alojamientos para los empastes.

Movimiento de corte y avancede una fresa.

•  Fresas circulares: Estas fresas tienen forma de disco conun agujero central que se acopla al eje portafresas, que leimprime el movimiento circular que tienen, suelen ser deacero rápido y la forma de los dientes les permite que seancapaces de cortar de forma frontal y lateral al mismotiempo. Su poder de corte es mayor que el de lascilíndricas, porque tienen muchos más dientes y es másfuerte su sujección en el eje portafresas. Cuando el filoestá deteriorado pueden ser afiladas en máquinasespeciales de afilar fresas.

•  Fresas circulares de perfil constante: Son fresas circulares cuyos dientes estántallados con una geometría especial, tales como radios o las más importantes con el perfilde los dientes de los diferentes tipos de engranaje que se pueden mecanizar en las fresas.Las fresas de engranajes están normalizadas de acuerdo con el Módulo o Diametral Pitchque tengan. El tallado de engranajes con fresadoras universales y plato divisor ya seutiliza muy poco, porque son mucho más productivas y exactas el tallado de engranjescon fresas madres, que se utilizan en otro tipo de máquina.

Fresa de plato deplaquitas de metal

duro.

•  Fresas de plato: Las fresas de plato son las fresas más popularesen las fresadoras porque se emplean en las tareas de cubicaje delas piezas cúbicas, es decir la mecanización y planeado de las carasque componen las piezas cúbicas. Estas piezas a veces son degrandes dimensiones y tienen grandes superficies que tienen queser planeadas. Para mecanizar estas piezas de gran tamaño seutilizan fresadoras con cabezal vertical, a las cuales se les acoplauna fresa de plato tan grande como sea posible para mecanizar lapieza deseada de una sola pasada. Estas fresas de plato son deplaquetas de metal duro (widia) porque permiten su reposición deuna forma rápida y porque pueden trabajar a velocidades de corteelevadas.

Fresa (herramienta) 79

Fresa madre

•  Fresas madre: Para la fabricación en serie deengranajes se utilizan unas máquinas especialesdonde se pueden tallar con exactitud y rapideztodo tipo de engranjes que se utilizan en laindustria. Para el tallado de engranajes cónicoshelicoidales las fresas y las máquinas son de unagran dificultad constructiva y por eso solo hay doso tres fabricantes mundiales de este tipo demáquinas.

Afilado de fresas

Afiladora universal

La forma constructiva de las fresas de acero rápidopermite que cuando los filos de corte estándesgastado puedan ser afilados nuevamentemediante unas máquinas de afilar diseñadas paraesta tarea. Hay un tipo de máquina afiladorauniversal que con los accesorios adecuados y lasmuelas adecuadas permite el afilado de brocas,escariadores y fresas frontales y cilindrícas.[1]

Características de las plaquitas de carburo de metálico

Fresa de planear con plaquitasde carburo metálico cuadradas.

La calidad de las plaquitas de carburo metálico se seleccionateniendo en cuenta el material de la pieza, el tipo deaplicación y las condiciones de mecanizado. La variedad de las formas de las plaquitas es grande y estánormalizada. Asimismo la variedad de materiales de lasherramientas modernas es considerable y está sujeta a undesarrollo continuo.[2]

Los principales materiales de las plaquitas de metal duropara fresado son los que se muestran en la siguiente tabla:

Fresa (herramienta) 80

Fresa de perfilar con plaquitasredondas.

Material Símbolo

Metales duros recubiertos HC

Metales duros H

Cermets HT, HC

Cerámicas CA, CN, CC

Nitruro de boro cúbico BN

Diamantes policristalinos DP, HC

La adecuación de los diferentes tipos de plaquitas según sea el material a mecanizar seindican a continuación y se clasifican según una Norma ISO/ANSI para indicar lasaplicaciones en relación a la resistencia y la tenacidad que tienen.

Código de calidades de plaquitas

SERIE ISO Características

Serie P ISO 01, 10, 20, 30, 40, 50 Ideales para el mecanizado de acero, acero fundido, y acero maleablede viruta larga.

Serie M ISO 10, 20, 30, 40 Ideales para fresar acero inoxidable, ferrítico y martensítico, acerofundido, acero al manganeso, fundición aleada, fundición maleable yacero de fácil mecanización.

Serie K ISO 01, 10, 20, 30 Ideal para el fresado de fundición gris, fundición en coquilla, yfundición maleable de viruta corta.

Serie N ISO 01, 10. 20, 30 Ideal para el fresado de metales no-férreos

Serie S Pueden ser de base de níquel o de base de titanio. Ideales para elmecanizado de aleaciones termorresistentes y súperaleaciones.

Serie H ISO 01, 10, 20, 30 Ideal para el fresado de materiales endurecidos.

Fresa (herramienta) 81

Código de formatos de las plaquitas de widia

Plaquita de widia cuadrada.

Plaquita de wida redonda.

Como hay tanta variedad en las formas geométricas,tamaños y ángulos de corte, existe una codificaciónnormalizada compuesta de cuatro letras y seis númerosdonde cada una de estas letras y números indica unacaracterística determinada del tipo de plaquitacorrespondiente. Ejemplo de código de plaquita: SNMG 160408 HC•  La primera letra, indica la forma geométrica de la

plaquita. Existen las siguientes formas geométricasde plaquitas:

W, Hexagonal 80º; C, Rómbica 80º; T, Triangular; D,Rómbica 55º; V, Rómbica 35º; L, Rectangular; S,Cuadrada; R, Redonda.

•  La segunda letra, indica el valor del ángulo deincidencia de corte de la plaquita:

A 3º,B 5º C 7º, D 15º, E 20º, F 25º, G 30º, N 0º, P 11º.•  La tercera letra indica la tolerancia que tiene la

plaquita en radio y espesor:Existen los siguientes grados de tolerancia: J, K, L, M,N, U.•  La cuarta letra indica el tipo de sujeción que tiene la plaquita en el portaherramientas:A con agujero sin avellanar, G con agujero rompevirutas en dos caras, M con agujerorompevirutas en una cara, N sin agujero y sin rompevirutas, W con agujero avellanado enuna cara, T con agujero avellanado y rompevirutas en una cara, R sin agujero y conrompeviruta en una cara, X característica no estándar.•  Las dos primeras cifras indican la longitud en milímetros de la arista de corte de la

plaquita.•  Las dos cifras siguientes indican el espesor en milímetros de la plaquita.•  La dos últimas cifras indican el radio de punta de la plaquita.A este código general el fabricante de la plaquita puede añadir dos letras para indicar lacalidad de la plaquita o el uso recomendado.

Véase también •  Cono ISO•  → Fresadora•  Fresadora universal•  → Máquina herramienta•  → Velocidad de corte

Fresa (herramienta) 82

Referencias [1]  Afiladora universal de brocas y fresas (http:/ / www. infomecanica. com/ afilado. htm)

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Source: http:/ / es. wikipedia. org/ w/ index. php? oldid=24297361Contributors: Alexav8, Ensada, Feliciano, PoLuX124, SITOMON, Tortillovsky, 4 anonymous edits

Taladradora

Taladradora sensitiva de columna

La taladradora es la máquina herramienta dondese mecanizan la mayoría de los agujeros que sehacen a las piezas en los talleres mecánicos.Destacan estas máquinas por la sencillez de sumanejo. Tienen dos movimientos: El de rotación dela broca que le imprime el motor eléctrico de lamáquina a través de una transmisión por poleas yengranajes, y el de avance de penetración de labroca, que puede realizarse de forma manualsensitiva o de forma automática, si incorporatransmisión para hacerlo.

Se llama taladrar a la operación de mecanizado quetiene por objeto producir agujeros cilíndricos en unapieza cualquiera, utilizando como herramienta unabroca. La operación de taladrar se puede hacer conun taladro portátil, con una máquina taladradora, enun torno, en una fresadora, en un centro demecanizado CNC o en una mandrinadora.

De todos los procesos de mecanizado, el taladradoes considerado como uno de los procesos más

Taladradora 83

importantes debido a su amplio uso y facilidad de realización, puesto que es una de lasoperaciones de mecanizado más sencillas de realizar y que se hace necesario en la mayoríade componentes que se fabrican.Las taladradoras descritas en este artículo, se refieren básicamente a las utilizadas en lasindustrias metalúrgicas para el mecanizado de metales, otros tipos de taladradorasempleadas en la cimentaciones de edificios y obras públicas así como en sondeos minerostienen otras características muy diferentes y serán objeto de otros artículos específicos.

Historia

Taladro de mano o berbiquí.

El precursor del taladrado fueprobablemente el molinillo dehacer fuego. Consistía en unavarilla cilíndrica de madera, cuyosistema de giro fuedesarrollándose progresivamente,primero accionando con las palmasde las manos, después medianteun cordel arrollado a la varilla delque se tiraba alternativamente desus extremos, según figura en un

grabado egipcio de 1440 a. C.

Un procedimiento muy antiguo para taladrar piedra, según un bajorrelieve egipcio de2700 a. C. consistía en un robusto eje que llevaba inserto una punta de pedernal parataladrar y en la parte superior un mango para facilitar el giro y la incorporación de dosmacetas para regular el giro.

Con el descubrimiento del arco de violín se produjo un adelanto para conseguir elmovimiento de giro. El sistema consiste en arrollar una cuerda, al eje porta brocas, atadapor sus extremos a un arco de madera, que con el impulso de la mano del hombre, hacegirar la pieza en movimiento de vaivén.

Taladradora 84

Taladro columna antiguo

Otro sistema muy utilizado fue el berbiquí de cuerda, queconsiste en un eje porta herramienta de madera que llevaincorporado un volante de inercia. A dicho eje se arrollauna cuerda atada por sus extremos a un travesaño queimpulsado por la mano del hombre se consigue un giroalternativo.

El antiguo berbiquí de carpintero construido de madera,fue evolucionando en el tiempo. El berbiquí de eje portaherramientas de acero roscado, lleva incorporado en dichoeje una cabeza giratoria con un alojamiento cuadrado,donde se acopla la broca y un carrete tuerca,produciéndose un giro de vaivén, cuando se ejerce unapresión longitudinal.

El berbiquí de giro continuo representa un avance sobre elanterior, lográndose el giro mediante el roscado en el ejeporta brocas, de dos filetes helicoidales en sentidocontrario, incorporándose en un extremo del carrete, unatuerca a izquierdas y en el opuesto otro a derechas.

El berbiquí de giro continuo, construido por Heyerhoffaccionado por manivela y juego de engranajes representóun importante avance. Se construyeron taladros desobremesa accionados manualmente con manivela yversiones de regulador de bolas y juego de engranajes. Apartir del siglo XV, se utiliza la energía hidráulica parataladrar gruesos troncos de madera destinados a diversos fines, entre otros a tuberías paraconducir el agua. A finales del siglo XV, Leonardo da Vinci diseña un taladro horizontalpara taladros profundos.[1]

John Wilkinson en 1775 construyó, por encargo de Watt, una mandrinadora más avanzadatécnicamente y de mayor precisión, accionada igual que las anteriores por medio de unarueda hidráulica. Con esta máquina, equipada con un ingenioso cabezal giratorio ydesplazable, se consiguió un error máximo: “del espesor de una moneda de seis peniquesen un diámetro de 72 pulgadas”, tolerancia muy grosera pero suficiente para garantizar elajuste y hermetismo entre pistón y cilindro.Ante la necesidad de taladrar piezas de acero, cada vez más gruesas, Nasmyth fue elprimero que construyó hacia 1838, un taladro de sobremesa totalmente metálico, con girode eje portabrocas accionado a mano o por transmisión. Algunos años después, en 1850,Whitworth fabricó el primer taladro de columna accionado por transmisión a correa y girodel eje porta brocas, a través de un juego de engranajes cónicos. Llevaba una mesa portapiezas regulable verticalmente mediante el sistema de piñón cremallera. En 1860 seproduce un acontecimiento muy importante para el taladrado, al inventar el suizoMartignon la broca helicoidal. El uso de estas brocas se generalizó rápidamente, puestoque representaba un gran avance en producción y duración de la herramienta con relacióna las brocas punta de lanza utilizadas hasta la citada fecha.La necesidad de taladrar piezas pesadas y voluminosas dio lugar a la construcción de un taladro radial por Sharp, Roberts & Co, hacia el año 1851. A partir de 1898, con el

Taladradora 85

descubrimiento del acero rápido por parte de Taylor y White, se fabrican nuevasherramientas con las que se triplica la → velocidad periférica de corte, aumentando lacapacidad de desprendimiento de viruta, del orden de siete veces, utilizando máquinasadaptadas a las nuevas circunstancias.El sistema de generación polifásico de Tesla en 1887 hizo posible la disponibilidad de laelectricidad para usos industriales, consolidándose como una nueva fuente de energíacapaz de garantizar el formidable desarrollo industrial del siglo XX. Aparece justo en elmomento preciso, cuando las fuentes de energía del siglo XIX se manifiestan insuficientes.Los motores de corriente continua fabricados a pequeña escala, y los de corriente alterna,reciben un gran impulso a principios de siglo, reemplazando a las máquinas de vapor y a lasturbinas que accionaban hasta ese momento las transmisiones de los talleres industriales.Poco después, muy lenta pero progresivamente, se acoplan directamente de formaindividualizada a la máquina-herramienta.La exigencia de calidad y la fuerte evolución productiva del automóvil contribuyeron aldesarrollo de la máquina-herramienta, la metrología y la aplicación de los procedimientosde fabricación en serie. La fabricación de piezas intercambiables aumenta constantemente,y se hace necesario mejorar las prestaciones de matricería y utillaje. Para dar respuesta alproblema, el ingeniero suizo Prrenond Jacot diseña y fabrica una punteadora vertical conmesa de coordenadas polares, en la que se ejecutan operaciones con una precisión jamáslograda hasta entonces.En 1908 Henry Ford fabrica el primer automóvil producido en serie, modelo T, y en 1911instala el primer transportador en cadena en Highland Park, iniciando la producción enmasa. Se perfeccionan una gran cantidad de máquinas-herramienta adaptadas a lascaracterísticas exigidas por la industria del automóvil.Desde principios del siglo XX hasta el nacimiento del control numérico (CN) e inclusodespués, se mantienen prácticamente en todas las máquinas las formas arquitectónicasque, en este sentido, alcanzaron su plenitud a finales del siglo XIX. Sin embargoevolucionaron y se construyeron otras más potentes, rígidas, automáticas y precisas,pudiendo alcanzar mayores velocidades de giro, con la incorporación a los cabezales decojinetes o rodamientos de bolas; contribuyendo rentablemente al extraordinarioincremento de productividad logrado por la industria en general y en especial por laautomovilística y aeronáutica.Esta evolución fue debida fundamentalmente, por un lado, al descubrimiento de nuevasherramientas de corte como: carburo de silicio, acero rápido y, a partir de 1926, se produceotro avance importante con el descubrimiento por parte de la empresa alemana Krupp delcarburo cementado metal duro, presentado en la feria de Leipzig en 1927 con ladenominación de Widia. Por otro lado se registra la automatización de diversosmovimientos mediante la aplicación de motores eléctricos, sistemas hidráulicos, neumáticosy eléctricos.A partir de 1925 en Estados Unidos las revistas especializadas tratan de las unidades autónomas de mecanizado y nace la noción de transferencia de las piezas a mecanizar. Teniendo en cuenta que, salvo algunas excepciones, todas las operaciones de mecanizado que combinan la rotación de una herramienta con un movimiento de avance se pueden realizar con estas unidades; se ha descubierto la máquina ideal para que, dispuesta en línea, pueda realizar distintas operaciones mediante transferencia de la pieza a mecanizar. A partir del año 1945 las fábricas de automóviles utilizan de manera generalizada máquinas

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transfer, compuestas de unidades autónomas, en el mecanizado de bloques y culatas.La electrónica -y la informática que está soportada por la primera- han provocado unanueva revolución industrial. El punto de partida hay que situarlo en 1945, cuando doscientíficos de la Universidad de Pennsilvanya, John W. Manclhy y J. Presper Ecker crearonla primera computadora electrónica digital que ha funcionado realmente en el mundo. Sedenominó ENAC, era voluminosa, consumía mucha energía y era difícil de programar, perofuncionaba.En 1948, John T. Parsons inicia la aplicación del control numérico a lamáquina-herramienta, con el objeto de resolver el problema del fresado de superficiescomplejas tridimensionales para la aeronáutica. En 1949 Parson contrató con el InstitutoTecnológico de Massachussets el diseño de los servomecanismos de control para unafresadora. En 1952 funcionaba un control experimental, aplicado a una fresadoraCincinnati. La programación utilizaba un código binario sobre cinta perforada, y la máquinaejecutaba movimientos simultáneos coordinados sobre tres ejes. En 1955 se presentan unaspocas máquinas en la Feria de Chicago, gobernadas por tarjetas y cintas perforadas La U.S.Air Force se interesa por el sistema y formula un pedido de 170 máquinas-herramienta porvalor de cincuenta millones de dólares, beneficiándose del mismo varios prestigiososfabricantes americanos. Pero los modelos desarrollados durante los años cincuenta ysesenta fueron poco eficaces y resultaron muy caros.Fue a partir de la década de 1960, con el desarrollo de la microelectrónica, cuando el CNpasa a ser (CNC) por la integración de una computadora en el sistema. Perodefinitivamente fue durante los años ochenta cuando se produce la aplicación generalizadadel CNC, debido al desarrollo de la electrónica y la informática, provocando una revolucióndonde en 2007 todavía estamos inmersos.[2]

Proceso de taladrado El taladrado es un término que cubre todos los métodos para producir agujeros cilíndricosen una pieza con herramientas de arranque de viruta. Además del taladrado de agujeroscortos y largos, también cubre el trepanado y los mecanizados posteriores tales comoescariado, mandrinado, roscado y brochado. La diferencia entre taladrado corto y taladradoprofundo es que el taladrado profundo es una técnica específica diferente que se utilizapara mecanizar agujeros donde su longitud es varias veces más larga(8-9) que su diámetro.Con el desarrollo de brocas modernas el proceso de taladrado ha cambiado de maneradrástica, porque con las brocas modernas se consigue que un taladro macizo de diámetrogrande se pueda realizar en una sola operación, sin necesidad de un agujero previo, ni deagujero guía, y que la calidad del mecanizado y exactitud del agujero evite la operaciónposterior de escariado.Como todo proceso de mecanizado por arranque de viruta la evacuación de la misma setorna crítica cuando el agujero es bastante profundo, por eso el taladrado está restringidosegún sean las características del mismo. Cuanto mayor sea su profundidad, másimportante es el control del proceso y la evacuación de la viruta.[3]

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Producción de agujeros Los factores principales que caracterizan un agujero desde el punto de vista de sumecanizado son: •  Diámetro•  Calidad superficial y tolerancia•  Material de la pieza•  Material de la broca•  Longitud del agujero•  Condiciones tecnológicas del mecanizado•  Cantidad de agujeros a producir•  Sistema de fijación de la pieza en el taladro.

Tipos de agujeros La casi totalidad de agujeros que se realizan en las diferentes taladradoras que existenguardan relación con la tornillería en general, es decir la mayoría de agujeros taladradossirven para incrustar los diferentes tornillos que se utilizan para ensamblar unas piezas conotras de los mecanismos o máquinas de las que forman parte.Según este criterio hay dos tipos de agujeros diferentes los que son pasantes y atraviesanen su totalidad la pieza y los que son ciegos y solo se introducen una longitud determinadaen la pieza sin llegarla a traspasar, tanto unos como otros pueden ser lisos o pueden serroscados.Respecto de los agujeros pasantes que sirven para incrustar tonillos en ellos los hay deentrada avellanada, para tornillos de cabeza plana, agujeros de dos diámetros para insertartornillos allen y agujeros cilíndricos de un solo diámetro con la cara superior refrentadapara mejorar el asiento de la arandela y cabeza del tornillo. El diámetro de estos agujeroscorresponde con el diámetro exterior que tenga el tornillo.Respecto de los agujeros roscados el diámetro de la broca del agujero debe ser la quecorresponda de acuerdo con el tipo de rosca que se utilice y el diámetro nominal deltornillo. En los tornillos ciegos se debe profundizar más la broca que la longitud de la roscapor problema de la viruta del macho de roscar.

Representación gráfica de los agujeros ciegos roscados

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Parámetros de corte del taladrado Los parámetros de corte fundamentales que hay que considerar en el proceso de taladradoson los siguientes:•  Elección del tipo de broca más adecuado•  Sistema de fijación de la pieza•  Velocidad de corte (Vc) de la broca expresada de metros/minuto•  Diámetro exterior de la broca u otra herramienta•  Revoluciones por minuto (rpm) del husillo portabrocas•  Avance en mm/rev, de la broca•  Avance en mm/mi de la broca•  Profundidad del agujero•  Esfuerzos de corte•  Tipo de taladradora y accesorios adecuados

Velocidad de corte Se define como velocidad de corte la velocidad lineal de la periferia de la broca u otraherramienta que se utilice en la taladradora (Escariador, macho de roscar, etc). Lavelocidad de corte, que se expresa en metros por minuto (m/min), tiene que ser elegidaantes de iniciar el mecanizado y su valor adecuado depende de muchos factores,especialmente de la calidad y tipo de broca que se utilice, de la dureza y la maquinabilidadque tenga el material que se mecanice y de la velocidad de avance empleada. Laslimitaciones principales de la máquina son su gama de velocidades, la potencia de losmotores y de la rigidez de la fijación de la pieza y de la herramienta.A partir de la determinación de la velocidad de corte se puede determinar las revolucionespor minuto que tendrá el husillo portafresas según la siguiente fórmula:

Donde Vc es la velocidad de corte, n es la velocidad de rotación de la herramienta y Dc es eldiámetro de la herramienta.La velocidad de corte es el factor principal que determina la duración de la herramienta.Una alta velocidad de corte permite realizar el mecanizado en menos tiempo pero acelera eldesgaste de la herramienta. Los fabricantes de herramientas y prontuarios de mecanizado,ofrecen datos orientativos sobre la velocidad de corte adecuada de las herramientas parauna duración determinada de la herramienta, por ejemplo, 15 minutos. En ocasiones, esdeseable ajustar la velocidad de corte para una duración diferente de la herramienta, paralo cual, los valores de la velocidad de corte se multiplican por un factor de corrección. Larelación entre este factor de corrección y la duración de la herramienta en operación decorte no es lineal.[4]

La velocidad de corte excesiva puede dar lugar a:•  Desgaste muy rápido del filo de corte de la herramienta.•  Deformación plástica del filo de corte con pérdida de tolerancia del mecanizado.•  Calidad del mecanizado deficiente.La velocidad de corte demasiado baja puede dar lugar a:•  Formación de filo de aportación en la herramienta.•  Efecto negativo sobre la evacuación de viruta.

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•  Baja productividad.•  Coste elevado del mecanizado.

Velocidad de rotación de la broca La velocidad de rotación del husillo portaborcas se expresa habitualmente en revolucionespor minuto (rpm). En las taladradoras convencionales hay una gama limitada develocidades, que dependen de la velocidad de giro del motor principal y del número develocidades de la caja de cambios de la máquina. En las taladradoras de control numérico,esta velocidad es controlada con un sistema de realimentación que habitualmente utiliza unvariador de frecuencia y puede seleccionarse una velocidad cualquiera dentro de un rangode velocidades, hasta una velocidad máxima.La velocidad de rotación de la herramienta es directamente proporcional a la velocidad decorte y al diámetro de la herramienta.

Velocidad de avance El avance o velocidad de avance en el taladrado es la velocidad relativa entre la pieza y laherramienta, es decir, la velocidad con la que progresa el corte. El avance de laherramienta de corte es un factor muy importante en el proceso de taladrado.Cada broca puede cortar adecuadamente en un rango de velocidades de avance por cadarevolución de la herramienta, denominado avance por revolución (frev). Este rango dependefundamentalmente diámetro de la broca, de la profundidad del agujero, además del tipo dematerial de la pieza y de la calidad de la broca. Este rango de velocidades se determinaexperimentalmente y se encuentra en los catálogos de los fabricantes de brocas. Ademásesta velocidad está limitada por las rigideces de las sujeciones de la pieza y de laherramienta y por la potencia del motor de avance de la máquina. El grosor máximo deviruta en mm es el indicador de limitación más importante para una broca. El filo de cortede las herramientas se prueba para que tenga un valor determinado entre un mínimo y unmáximo de grosor de la viruta.La velocidad de avance es el producto del avance por revolución por la velocidad derotación de la herramienta.

Al igual que con la velocidad de rotación de la herramienta, en las taladradorasconvencionales la velocidad de avance se selecciona de una gama de velocidadesdisponibles, mientras que las taladradoras de control numérico pueden trabajar concualquier velocidad de avance hasta la máxima velocidad de avance de la máquina.Efectos de la velocidad de avance•  Decisiva para la formación de viruta•  Afecta al consumo de potencia•  Contribuye a la tensión mecánica y térmicaLa elevada velocidad de avance da lugar a:•  Buen control de viruta•  Menor tiempo de corte

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•  Menor desgaste de la herramienta•  Riesgo más alto de rotura de la herramienta•  Elevada rugosidad superficial del mecanizado.La velocidad de avance baja da lugar a:•  Viruta más larga•  Mejora de la calidad del mecanizado•  Desgaste acelerado de la herramienta•  Mayor duración del tiempo de mecanizado•  Mayor coste del mecanizado

Tiempo de mecanizado Para poder calcular el tiempo de mecanizado de un taladro hay que tener en cuenta lalongitud de aproximación y salida de la broca de la pieza que se mecaniza. La longitud deaproximación depende del diámetro de la broca.

Fuerza específica de corte La fuerza de corte es un parámetro necesario para poder calcular la potencia necesariapara efectuar un determinado mecanizado. Este parámetro está en función del avance de labroca , de la velocidad de corte, de la maquinabilidad del material, de la dureza delmaterial, de las características de la herramienta y del espesor medio de la viruta. Todosestos factores se engloban en un coeficiente denominado Kx. La fuerza específica de cortese expresa en N/mm2.[5]

Potencia de corte La potencia de corte Pc necesaria para efectuar un determinado mecanizado se calcula apartir del valor del volumen de arranque de viruta, la fuerza específica de corte y delrendimiento que tenga la taladradora. Se expresa en kilovatios (kW).Esta fuerza específica de corte Fc, es una constante que se determina por el tipo dematerial que se está mecanizando, geometría de la herramienta, espesor de viruta, etc.Para poder obtener el valor de potencia correcto, el valor obtenido tiene que dividirse porun determinado valor (ρ) que tiene en cuenta la eficiencia de la máquina. Este valor es elporcentaje de la potencia del motor que está disponible en la herramienta puesta en elhusillo.

donde •  Pc es la potencia de corte (kW)•  Ac es el diámetro de la broca (mm)•  f es la velocidad de avance (mm/min)•  Fc es la fuerza específica de corte (N/mm2)•  ρ es el rendimiento o la eficiencia de la máquina

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Tipos de máquinas taladradoras Las máquinas taladradoras se pueden reunir en seis grupos separados: •  Taladradoras sensitivas•  Taladradoras de columnas•  Taladradoras radiales•  Taladradoras de torreta•  Taladradora de husillos múltiples•  Centros de mecanizado CNC

Taladradoras sensitivas

taladro portátil sensitivo

Corresponden a este grupo las taladradoras deaccionamiento eléctrico o neumático más pequeñas. Lamayoría de ellas son portátiles y permiten realizar agujerosde pequeño diámetro y sobre materiales blandos.Básicamente tienen un motor en cuyo eje se acopla elportabrocas y son presionadas en su fase trabajo con lafuerza del operario que las maneja. Pueden tener una sola ovarias velocidades de giro. Hay pequeñas taladradorassensitivas que van fijas en un soporte de columna con unabancada para fijar las piezas a taladrar. Las taladradorassensitivas portátiles son muy usadas en tareas domésticas yde bricolaje.

Taladradoras de columna Estas máquinas se caracterizan por la rotación de un husillo vertical en una posición fija ysoportado por un bastidor de construcción, tipo C modificado. La familia de las máquinastaladradoras de columna se componen de las taladradora de columna con avance reguladopor engranajes, la taladradora de producción de trabajo pesado, la taladradora deprecisión, y la taladradora para agujeros profundos. Los taladros de columna de avance por engranaje son característicos de esta familia demáquinas y se adaptan mejor para ilustrar la nomenclatura. Los componentes principalesde la maquina son los siguientes

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Taladro de columna

•  Bancada: es el armazón que soporta la máquina,consta de una base o pie en la cual va fijada lacolumna sobre la cual va fijado el cabezal y lamesa de la máquina que es giratoria en torno a lacolumna.

•  Motor: estas máquinas llevan incorporado unmotor eléctrico de potencia variable según lascapacidades de la máquina.

•  Cabezal: es la parte de la máquina que aloja lacaja de velocidades y el mecanismo de avance delhusillo. El cabezal portabrocas se desliza haciaabajo actuando con unas palancas que activan unmecanismo de piñón cremallera desplazando todala carrera que tenga la taladradora, el retrocesodel cabezal es automático cuando cede la presiónsobre el mismo.

El avance de taladrado automático de trabajo estáregulado en mm/revolución del eje. •  Poleas de transmisión: el movimiento del motor al husillo, se realiza mediante correas

que enlazan dos poleas escalonadas con las que es posible variar el número derevoluciones de acuerdo a las condiciones de corte del taladrado y el husillo portabrocas.Hay taladradoras que además de las poleas escalonadas incorporan una caja deengranajes para regular las velocidades del husillo y del avance de penetración.

•  Nonio: las taladradoras disponen de un nonio con el fin de controlar la profundidad deltaladrado. Este nonio tiene un tope que se regula cuando se consigue la profundidaddeseada.

•  Husillo: está equipado con un agujero cónico para recibir el extremo cónico de lasbrocas, o del portabrocas que permite el montaje de brocas delgadas , o de otrasherramientas de corte que se utilicen en la maquina, tales como machos o escariadores.

•  Mesa: está montada en la columna y se la puede levantar o bajar y sujetar en posiciónpara soportar la pieza a la altura apropiada para permitir taladrar en la forma deseada.

Taladradoras radiales Estas máquinas se identifican por el brazo radial que permite la colocación de la cabeza adistintas distancias de la columna y además la rotación de la cabeza alrededor de lacolumna. Con esta combinación de movimiento de la cabeza, se puede colocar y sujetar elhusillo para taladrar en cualquier lugar dentro del alcance de la maquina, al contrario de laoperación de las maquinas taladradoras de columna, las cuales tienen una posición fija delhusillo. Esta flexibilidad de colocación del husillo hace a los taladros radiales especialmenteapropiados para piezas grandes, y, por lo tanto, la capacidad de los taladros radiales comoclase es mayor que la de los taladros de columna. El peso de la cabeza es un factorimportante para conseguir una precisión de alimentación eficiente sin una tensión indebidadel brazo. Los principales componentes del taladro radial son:•  Base: es la parte básica de apoyo para la máquina y que también soporta a la pieza

durante las operaciones de taladro. Los taladros radiales están diseñados principalmente para piezas pesadas que se montan mejor directamente sobre la base de la máquina.

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Algunas máquinas incluso tienen bases agrandadas para permitir el montaje de dos omás piezas al mismo tiempo para que no se tenga que interrumpir la producción en tantose retira una pieza y se coloca otra en su lugar.

•  Columna: es una pieza de forma tubular , y que gira alrededor de, una columna rígida(tapada) montada sobre la base.

•  Brazo: soporta al motor y el cabezal, corresponde a la caja de engranajes de la maquinade columna. Se puede mover hacia arriba y hacia abajo sobre la columna y sujetarse acualquier altura deseada.

•  Cabezal: contiene todos los engranajes para las velocidades y para los avances y asícomo los controles necesarios para los diferentes movimientos de la máquina. Se puedemover hacia adentro o hacia fuera del brazo y sujetar en posición el husillo de taladrar acualquier distancia de la columna. Este movimiento, combinado con la elevación,descenso y rotación del brazo, permite taladrar a cualquier punto dentro de la capacidaddimensional de la máquina.

Los taladros radiales son considerados como las taladradoras más eficientes y versátiles.Estas máquinas proporcionan una gran capacidad y flexibilidad de aplicaciones a un costorelativamente bajo. Además, la preparación es rápida y económica debido a que,pudiéndose retirar hacia los lados tanto el brazo como la cabeza, por medio de una grúa, sepueden bajar directamente las piezas pesadas sobre la base de la maquina. En algunoscasos, cuando se trata usualmente de piezas grandes, los taladros radiales van montadosrealmente sobre rieles y se desplazan al lado de las piezas para eliminar la necesidad de unmanejo y colocación repetidos. Los taladros radiales montados en esta forma son llamadosmaquinas del tipo sobre rieles.

Taladradoras de torreta Con la introducción del Control Numérico en todas las máquinas –herramientas, lastaladradoras de torreta han aumentado su popularidad tanto para series pequeñas comopara series de gran producción porque hoy día la mayoría de estas máquinas estánreguladas por una unidad CNC. Estas máquinas se caracterizan por una torreta de husillosmúltiples. La taladradora de torreta permite poder realizar varias operaciones de taladradoen determinada secuencia sin cambiar herramientas o desmontar la pieza.Los componentes básicos de la máquina, excepto la torreta, son parecidos a los de lasmáquinas taladradoras de columna. Se dispone de taladros de torreta de una serie detamaños desde la pequeña máquina de tres husillos montada sobre banco o mesa hasta lamáquina de trabajo pesado con torreta de ocho lados. Para operaciones relativamentesencillas, la pieza se puede colocar a mano y la torreta se puede hacer avanzar a mano omecánicamente, para ejecutar un cierto número de operaciones tales como las que sehacen en una máquina taladradora del tipo de husillos múltiples. Según se añaden a laoperación controles más complicados, el taladro de torreta se vuelve más y más undispositivo ahorrador de tiempo. Lo habitual de las taladradoras de torreta actuales es que tienen una mesa posicionadorapara una colocación precisa de la pieza. Esta mesa puede tomar la forma de una mesalocalizadora accionada a mano, una mesa posicionadora accionada separadamente ycontrolada por medio de cinta, o con topes precolocados; o puede tomar la forma de unaunidad completamente controlada por Control Numérico donde también se programa yejecuta el proceso de trabajo.

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Taladradoras de husillos múltiples

Culata de motor mecanizada en máquina transfer

Esta familia de taladradoras cubretodo el campo desde el gruposencillo de las máquinas decolumna hasta las diseñadasespecialmente para propósitosespecíficos de gran producción.Las máquinas estándar de husillosmúltiples: se componen de dos omás columnas, cabezas y husillosestándar, montados sobre unabase común. Los taladros dehusillos múltiples facilitan laejecución de una secuencia fija delas operaciones de taladrado por

medio del desplazamiento de la pieza de estación en estación a lo largo de la mesa. Las aplicaciones más comunes de este tipo de máquinas es para eliminar el cambio deherramientas para una secuencia de operaciones. Aunque las máquinas taladradoras dehusillos múltiples todavía se fabrican, están cediendo rápidamente su popularidad a lasmáquinas taladradoras de torreta accionadas por control numérico que pueden llevar unalmacén de herramientas bastante grande.Hay dos tipos básicos de taladradoras de husillos múltiples: •  Taladradoras de unión universal: son extremadamente versátiles y han alcanzado una

posición muy importante en la manufactura de producción de tipo bajo a medio. Lasmáquinas taladradoras de unión universal se fabrican en una serie completa de tiposestándar con cierto número de husillos que se pueden ajustar dentro de un áreadeterminada. Las máquinas taladradoras de unión universal se caracterizan por su grannúmero de husillos que se pueden colocar en cualquier posición dentro del área de lamesa para taladrar cualquier plantilla de agujeros preseleccionada.

Además de los catálogos de tamaños estándar, las máquinas de unión universal seconstruyen en muchos otros tamaños con plantillas para el taladrado y el número dehusillos para trabajos específicos. Estas máquinas también son muy flexibles pero requieren de todos los agujeros seantaladrados simultáneamente en una línea recta. Obviamente, se puede taladrar cualquierdisposición de agujeros colocados en una serie de líneas rectas simplemente desplazando lapieza. En las máquinas de husillos en línea el avance se proporciona sencillamentehaciendo descender el puente de los husillos o elevando la mesa. La selección del avance,tanto por medio del puente como de la mesa se basa en el tipo de trabajo y las operacionesimplicadas. Las máquinas de unión universal y gran área se proporcionan también conavances tanto por medio del puente como por la elevación de la mesa.•  Taladradoras de producción de husillo fijo: consiste en cierto número de husillos en

una posición fija, recibiendo su fuerza motriz a través de una serie de engranajes accionados por un solo motor del tamaño apropiado. Toman la forma de una sencilla máquina individual, tanto vertical como horizontal, o accionada en ángulo, o bien pueden tomar la forma de cierto número de tales unidades colocadas juntas para hacer una

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máquina especial.Las culatas de motor y los bloques de cilindros de motor son piezas clásicas que semecanizan en este tipo de taladradoras que se conocen con el nombre de transfer.

Centros de mecanizado CNC

Centro de mecanizado con almacén deherramientas

La instalación masiva de centros de mecanizadoCNC en las industrias metalúrgicas ha supuesto ungran revulsivo en todos los aspectos del mecanizadotradicional.Un centro de mecanizado ha unido en una solamáquina y en un solo proceso tareas que antes sehacían en varias máquinas, taladradoras,fresadoras, mandrinadoras, etc, y además efectúalos diferentes mecanizados en unos tiemposmínimos antes impensables debido principalmente ala robustez de estas máquinas a la velocidad de girotan elevada que funciona el husillo y a la calidadextraordinaria de las diferentes herramientas que seutilizan.Así que un centro de mecanizado incorpora unalmacén de herramientas de diferentes operacionesque se pueden efectuar en las diferentes caras delas piezas cúbicas, con lo que con una sola fijación ymanipulación de la pieza se consigue el mecanizado integral de las caras de las piezas, conlo que el tiempo total de mecanizado y precisión que se consigue resulta muy valioso desdeel punto de vista de los costes de mecanizado, al conseguir más rapidez y menos piezasdefectuosas.

Gestión económica del taladrado Cuando los ingenieros diseñan una máquina, un equipo o un utensilio, lo hacen mediante elacoplamiento de una serie de componentes de materiales diferentes y que requierenprocesos de mecanizado para conseguir las tolerancias de funcionamiento adecuado.

Bloque motor con muchos agujerostaladrados

La suma del coste de la materia prima de una pieza,el coste del proceso de mecanizado y el coste de laspiezas fabricadas de forma defectuosa constituyenel coste total de una pieza. Desde siempre eldesarrollo tecnológico ha tenido como objetivoconseguir la máxima calidad posible de loscomponentes así como el precio más bajo posibletanto de la materia prima como de los costes demecanizado. Para reducir el coste de taladrado y delmecanizado en general se ha actuado en los siguientes frentes:

•  Conseguir materiales cada vez mejor mecanizables, materiales que una vez mecanizadosen blando son endurecidos mediante tratamientos térmicos que mejoran de forma muysensible sus prestaciones mecánicas de dureza y resistencia principalmente.

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•  Conseguir herramientas de mecanizado de una calidad extraordinaria que permiteaumentar de forma considerable las condiciones tecnológicas del mecanizado, o sea, másrevoluciones del husillo portabrocas , más avance de trabajo de la broca y más tiempo deduración de su filo de corte.

•  Conseguir taladradoras , más robustas, rápidas, precisas y adaptadas a las necesidadesde producción que consiguen reducir sensiblemente el tiempo de mecanizado así comoconseguir piezas de mayor calidad y tolerancia más estrechas.

Para disminuir el índice de piezas defectuosas se ha conseguido automatizar al máximo eltrabajo de las taladradoras, disminuyendo drásticamente el taladrado manual, yconstruyendo taladradoras automáticas muy sofisticadas o guiados por control numéricoque ejecutan un mecanizado de acuerdo a un programa establecido previamente.

Características técnicas de las brocas

Tipos de brocas

Las brocas son las herramientasmás comunes que utilizan lastaladradoras, si bien tambiénpueden utilizar machos pararoscar a máquina, escariadorespara el acabado de agujeros detolerancias estrechas,avellanadores para chaflanar

agujeros, o incluso barras con herramientas de mandrinar

Las brocas tienen diferente geometría dependiendo de la finalidad con que hayan sidofabricadas. Diseñadas específicamente para quitar material y formar, por lo general, unorificio o una cavidad cilíndrica, la intención en su diseño incluye la velocidad con que elmaterial ha de ser removido y la dureza del material y demás cualidades características delmismo.

Elementos constituyentes de una broca

Broca trepanadora

Entre algunas de las partes y generalidadescomunes a la mayoría de las brocas están:1.  Longitud total de la broca. Existen brocas

normales, largas y súper-largas.2.  Longitud de corte. Es la profundidad máxima

que se puede taladrar con una broca y vienedefinida por la longitud de la parte helicoidal.

3.  Diámetro de corte. Es el diámetro del orificioobtenido con la broca. Existen diámetrosnormalizados y también se pueden fabricar brocas con diámetros especiales.

4.  Diámetro y forma del mango. El mango es cilíndrico para diámetros inferiores a 13mm, que es la capacidad de fijación de un portabrocas normal. Para diámetrossuperiores, el mango es cónico (tipo Morse).

5.  Ángulo de corte. El ángulo de corte normal en una broca es el de 118°. También sepuede utilizar el de 135°, quizá menos conocido pero, quizás, más eficiente al emplear unángulo obtuso más amplio para el corte de los materiales.

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6.  Número de labios o flautas. La cantidad más común de labios (también llamadosflautas) es dos y después cuatro, aunque hay brocas de tres flautas o brocas de una (solay derecha), por ejemplo en el caso del taladrado de escopeta.

7.  Profundidad de los labios. También importante pues afecta a la fortaleza de la broca.8.  Ángulo de la hélice. Es variable de unas brocas a otras dependiendo del material que

se trate de taladrar. Tiene como objetivo facilitar la evacuación de la viruta.9.  Material constitutivo de la broca. Existen tres tipos básicos de materiales:

1.  Acero al carbono, para taladrar materiales muy blandos (madera, plástico, etc.)2.  Acero rápido (HSS), para taladrar aceros de poca dureza3.  Metal duro (Widia), para taladrar fundiciones y aceros en trabajos de gran

rendimiento.10.  Acabado de la broca. Dependiendo del material y uso especifico de la broca, se le

puede aplicar una capa de recubrimiento que puede ser de óxido negro, de titanio o deníquel, cubriendo total o parcialmente la broca, desde el punto de corte.

Características de las brocas de metal duro

Broca de metal duro soldada

Para las máquinas taladradoras de gran producción seutilizan brocas macizas de metal duro para agujerospequeños y barras de mandrinar con plaquitas cambiablespara el mecanizado de agujeros grandes. Su selección sehace teniendo en cuenta el material de la pieza, el tipo deaplicación y las condiciones de mecanizado. La variedad de las formas de las plaquitas es grande y estánormalizada. Asimismo la variedad de materiales de lasherramientas modernas es considerable y está sujeta a undesarrollo continuo.[6]

La adecuación de los diferentes tipos de plaquitas que se utilizan en las brocas de metalduro ya sean soldadas o cambiables se adecuan a las características del material amecanizar y se indican a continuación y se clasifican según una Norma ISO/ANSI paraindicar las aplicaciones en relación a la resistencia y la tenacidad que tienen.

Código de calidades de plaquitas

SERIE ISO Características

Serie P ISO 01, 10, 20, 30, 40, 50 Ideales para el mecanizado de acero, acero fundido, y acero maleablede viruta larga.

Serie M ISO 10, 20, 30, 40 Ideales para el mecanizado acero inoxidable, ferrítico y martensítico,acero fundido, acero al manganeso, fundición aleada, fundiciónmaleable y acero de fácil mecanización.

Serie K ISO 01, 10, 20, 30 Ideal para el mecanizado de fundición gris, fundición en coquilla, yfundición maleable de viruta corta.

Serie N ISO 01, 10. 20, 30 Ideal para el mecanizado de metales no-férreos

Serie S Pueden ser de base de níquel o de base de titanio. Ideales para elmecanizado de aleaciones termorresistentes y súperaleaciones.

Serie H ISO 01, 10, 20, 30 Ideal para el mecanizado de materiales endurecidos.

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Accesorios de las taladradoras Las taladradoras utilizan como accesorios principales: •  Portabrocas.•  Pinzas de fijación de brocas.•  Utillajes para posicionar y sujetar las piezas.•  Plantilla con casquillos para la guía de las brocas.•  Granete•  Mordazas de sujección de piezas•  Elementos robotizados para la alimentación de piezas y transfer de piezas.•  Afiladora de brocas

Portabrocas

Portabrocas

El portabrocas es el dispositivo que se utiliza parafijar la broca en la taladradora cuando las brocastienen el mango cilíndrico. El portabrocas va fijadoa la máquina con un mango de cono Morse segúnsea el tamaño del portabrocas.

Los portabrocas se abren y cierran de formamanual, aunque hay algunos que llevan un pequeñodispositivo para poder ser apretados con una llaveespecial. Los portabrocas más comunes puedensujetar brocas de hasta 13 mm de diámetro. Lasbrocas de diámetro superior llevan un mango decono morse y se sujetan directamente a la taladradora.

Mordaza

Mordaza para sujetar piezas

En las taladradoras es muyhabitual utilizar mordazas u otrossistemas de apriete para sujetarlas piezas mientras se taladran. Enla sujección de las piezas hay quecontrolar bien la presión y la zonade apriete para que no sedeterioren.

Pinzas de apriete cónicas Cuando se utilizan cabezalesmultihusillos o brocas de granproducción se utilizan en vez de

portabrocas, cuyo apriete es débil, pinzas cónicas atornilladas que ocupan menos espacio ydan un apriete más rígido a la herramienta.

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Pinzas cónicas portaherramientas

Granete

Granetes

Se denomina granete a una herramienta manual que tieneforma de puntero de acero templado afilado en un extremocon una punta de 60º aproximadamente que se utiliza paramarcar el lugar exacto que se ha trazado previamente en unapieza donde haya que hacerse un agujero, cuando no sedispone de una plantilla adecuada.

Plantillas de taladrado Cuando se mecanizan piezas en serie, no se procede amarcar los agujeros con granetes sino que se fabrican unasplantillas que se incorporan al sistema de fijación de la piezadebidamente referenciada. Las plantillas llevan incorporadounos casquillos guías para que la broca pueda encarar losagujeros de forma exacta sin que se produzcan desviaciones

de la punta de la broca. En operaciones que llevan incorporado un escariado o un roscadoposterior los casquillos guías son removibles y se cambian cuando se procede a escariar oroscar el agujero.

Afiladora de brocas En las industrias metalúrgicas que realizan muchos taladros, se dispone de máquinasespeciales de afilado para afilar las brocas cuando el filo de corte se ha deteriorado. Elafilado se puede realizar en una amoladora que tenga la piedra con grano fino pero lacalidad de este afilado manual suele ser muy deficiente porque hay que ser bastanteexperto para conseguir los ángulos de corte adecuados. La mejor opción es disponer deafiladoras de brocas.

Control de viruta y fluido refrigerante Estos dos factores son muy importantes en el proceso de taladrado. La generación deformas y tamaños de viruta adecuados, y también su evacuación, es vital para realizarcorrectamente cualquier operación de taladrado. Si el proceso no es correcto, cualquierbroca dejará de cortas después de poco tiempo porque la viruta se quedará atascada en elagujero. Con las brocas modernas las velocidades de perforación son muy elevadas pero

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esto solo ha sido posible gracias a la evacuación eficaz de la viruta mediante el fluido decorte.Todas las brocas helicoidales disponen de canales para evacuar la viruta. Durante elmecanizado se inyecta fluido de corte en la punta de la broca para lubricarla y para evacuarla viruta por los canales.La formación de la viruta está determinada por el material de la pieza, la geometría de laherramienta, la velocidad de corte y en cierta medida por el tipo de lubricante que seutilice. La forma y longitud de la viruta son aceptables siempre que permitan su evacuaciónde manera fiable.

Normas de seguridad en el taladrado Cuando se está trabajando en una taladradora , hay que observar una serie de requisitospara asegurarse de no tener ningún accidente que pudiese ocasionar cualquier pieza quefuese despedida de la mesa o la viruta si no sale bien cortada. Para ello es indispensableque las piezas estén bien sujetas. Pero también de suma importancia es el prevenir seratrapado (a) por el movimiento rotacional de la máquina, por ejemplo por la ropa o porel cabello largo. La precaución es indispensable, puesto que el ser atrapadoaccidentalmente puede ser fatal.[7]

Normas de seguridad

1 Utilizar equipo de seguridad: gafas de seguridad, caretas, etc..

2 No utilizar ropa holgada o muy suelta. Se recomiendan las mangas cortas.

3 Utilizar ropa de algodón.

4 Utilizar calzado de seguridad.

5 Mantener el lugar siempre limpio.

6 Si se mecanizan piezas pesadas utilizar polipastos adecuados para cargar y descargar las piezas de lamáquina.

7 Es preferible llevar el pelo corto. Si es largo no debe estar suelto sino recogido.

8 No vestir joyería, como collares o anillos.

9 Siempre se deben conocer los controles y funcionamiento de la máquina. Se debe saber como detenersu operación.

10 Es muy recomendable trabajar en un area bien iluminada que ayude al operador, pero la iluminaciónno debe ser excesiva para que no cause demasiado resplandor.

Perfil profesional de los operarios de taladradoras No existe una profesión técnica especializada para el manejo de taladradoras, puesto queson unas máquinas sencillas de manejar y con breves instrucciones dadas a pie de máquinaes suficiente para que una persona responsable la sepa manejar.Sin embargo actualmente muchas operaciones de taladrado se realizan en centros demecanizado o taladradoras de control numérico y, debido al alto coste que tiene el tiempode mecanizado en estas máquinas, ha sido necesario formar nuevos técnicos en ellas,especialmente programadores de control numérico.

Taladradora 101

Programadores de taladradoras y centros de mecanizado CNC Las taladradoras y centros de mecanizado requieren en primer lugar un técnicoprogramador que elabore el programa de ejecución que tiene que realizar la máquina parael mecanizado de una determinada pieza.En este caso debe tratarse de un buen conocedor de los factores que intervienen en elmecanizado y que son los siguientes:•  Prestaciones de la máquina•  Prestaciones y disponibilidad de herramientas•  Sujeción de las piezas•  Tipo de material a mecanizar y sus características de mecanización•  Uso de refrigerantes•  Cantidad de piezas a mecanizar•  Acabado superficial y rugosidad•  Tolerancia de mecanización admisibleAdemás deberá conocer bien los parámetros tecnológicos del taladrado, que son:•  → Velocidad de corte óptima a que debe realizarse el taladrado•  → Avance óptimo del mecanizado•  Velocidad de giro (RPM) del husillo•  Sistema de cambio de herramientas.A todos estos requisitos deben unirse una correcta interpretación de los planos de laspiezas y la técnica de programación que utilice de acuerdo con el equipo que tenga lataladradora.[8]

Véase también •  Barrena de mano•  → Brochado•  El Taladro•  Escariado•  Mandrinado•  Taladrado profundo•  Trepanado•  Roscado

Referencias [1]  Museo máquina de herramienta de Elgóibar (http:/ / www.

museo-maquina-herramienta. com/ historia/ Lehenengoko-erremintak/ daratuluak-1850)[2]  Patxi Aldabaldetrecu. Reseña histórica de la máquina-herramienta (http:/ / www.

metalunivers. com/ arees/ historia/ general/ tecnologica. htm)[3]  Sandvik Coromant (2006), Guía Técnica de Mecanizado, AB Sandvik Coromant 2005.10[4]  Productividad (http:/ / www2. coromant. sandvik. com/ coromant/ pdf/ CoroKey_2006/

spa/ Page4_11. pdf), en CoroKey 2006, Sandvik[5]  Sandvik Coromant (2006). Guía Técnica de Mecanizado. AB Sandvik Coromant

2005.10.[6]  Sandvik Coromant (2006), Guía Técnica de Mecanizado, AB Sandvik Coromant 2005.10

Taladradora 102

[7]  Manual de Seguridad y Salud en operaciones con herramientas manuales, maquinariade taller y soldadura. Universidad Politécnica de Valencia (http:/ / www. sprl. upv. es/msherramientas3. htm)

[8]  * Cruz Teruel, Francisco (2005). Control numérico y programación. Marcombo,Ediciones técnicas. ISBN 84-267-1359-9.

Bibliografía •  Millán Gómez, Simón (2006). Procedimientos de Mecanizado. Madrid: Editorial

Paraninfo. ISBN 84-9732-428-5.•  Sandvik Coromant (2006). Guía Técnica de Mecanizado. AB Sandvik Coromant 2005.10.•  Larbáburu Arrizabalaga, Nicolás (2004). Máquinas. Prontuario. Técnicas máquinas

herramientas.. Madrid: Thomson Editores. ISBN 84-283-1968-5.•  Varios autores (1984). Enciclopedia de Ciencia y Técnica. Tomo 13. Taladro y

perforadora.. Salvat Editores S.A. ISBN 84-345-4490-3.•  Cruz Teruel, Francisco (2005). Control numérico y programación. Marcombo, Ediciones

técnicas. ISBN 84-267-1359-9.

Enlaces externos •   Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre Taladradora.Commons•  Museo de máquina-herramienta. Historia de las taladradoras (http:/ / www.

museo-maquina-herramienta. com/ historia/ Lehenengoko-erremintak/ Daratuluak)•  Asociación Española de Fabricantes de Máquinas-herramienta (http:/ / www. afm. es/ )

Source: http:/ / es. wikipedia. org/ w/ index. php? oldid=24295282Contributors: Bucephala, Davius, Digigalos, Euratom, Feliciano, Fernando Estel, HUB, Hispalois, Humberto,Macarrones, Matdrodes, OboeCrack, PhJ, Prietoquilmes, Raystorm, Snakeyes, Tamorlan, Tano4595, Tortillovsky,Vic Fede, 29 anonymous edits

Broca 103

Broca

Taladro eléctrico portátil

La broca es una herramienta mecánica de corte utilizada enconjunción a un taladro, berbiquí o máquina afín, para lacreación de un hoyo o agujero durante la acción de taladrar.La gran diversidad de éstas, como la gran cantidad deindustrias que emplean este tipo de herramienta, hace quecierta broca pueda ser muy común y corriente o altamenteespecializada, rara o cara. En el proceso de taladrado, labroca es dependiente de otra herramienta, instrumento oequipo de trabajo para el cumplimiento de su funciónprimordial; esto puede determinar el tipo de broca a serutilizada.

Tipos de broca

Brocas helicoidales

Las brocas tienen diferente geometría dependiendo de la finalidadcon que hayan sido fabricadas. Diseñadas específicamente paraquitar material y formar, por lo general, un orificio o una cavidadcilíndrica, la intención en su diseño incluye la velocidad con que elmaterial ha de ser removido y la dureza del material y demáscualidades características del mismo ha ser modificado.Entre los tipos de brocas existen los siguientes, y entre éstos, suinfinidad de variaciones:

•  Brocas normales helicoidales. Generalmente con pago tubular, para sujetarlamediante portabrocas. Existen numerosas variedades que se diferencian en su materialconstitutivo y tipo de material a taladrar.

•  Broca larga. Usada allí donde no se puede llegar con una broca normal por hallarse elpunto donde se desea hacer el agujero en el interior de una pieza o equipo.

•  Broca superlarga. Empleada habitualmente para taladrar los muros de viviendas a finde introducir cables de teléfono, por ejemplo.

Brocas de centrar

•  Broca de centrar. Broca de diseño especial empleada pararealizar los puntos de centrado de un eje para facilitar su torneadoo rectificado.

•  Broca para berbiquí. Usadas generalmente en carpintería demadera, por ser de muy bajas revoluciones. Las hay de diferentesdiámetros.

•  Broca de paleta. Usada principalmente para madera, para abrirmuy rápidamente agujeros con berbiquí, taladro o barreno

Broca 104

eléctrico. Tiene un punta muy afilada, que sirve de centro y de guía, de muy pocalongitud, luego viene la paleta, que es la que hará el agujero calibrado, de acuerdo a sudiámetro. También se le ha conocido como broca de espada.

•  Broca de taladrado profundo o "de escopeta" "tambien conocida como broca cañon.

Broca de excavación

•  Broca para excavación o Trépano. Utilizada para la perforaciónde pozos petrolíferos y sondeos.

•  Brocas para máquinas de control numérico. Existe una gamade brocas especiales de gran rendimiento y precisión parautilizarlas en máquinas de control numérico, que operan a altasvelocidades de corte.

Elementos que caracterizan a una broca Entre algunas de las partes y generalidades comunes a la mayoría de las brocas están: 1.  Longitud total de la broca. Existen brocas de longitud regular o comunmente

conocidas como longitud Jobber, brocas extracortas, largas y súper-largas. y La MarcaGuhring ofrece 3 series de brocas extralargas en zanco recto y 2 series de brocasextralargas en zanco cónico.

2.  Longitud de corte. Es la profundidad máxima que se puede taladrar con una broca yviene definida por la longitud de la parte helicoidal.

3.  Diámetro de corte, que es el diámetro del orificio obtenido con la broca. Existendiámetros normalizados y también se pueden fabricar brocas con diámetros especiales.

4.  Diámetro y forma del mango. El mango puede ser cilíndrico de la misma medida deldiámetro de corte de la broca,o puede ser cónico en una relacion aproximada de 1:19,llamada Cono Morse, en menos aplicacion pero existentes, encontramos los zancoscilindricos reducidos, que son de menor diámetro que la broca.

5.  Ángulo de corte. El ángulo de corte normal en una broca es el de 118°. También sepuede utilizar el de 135°, quizá menos conocido pero, discutiblemente, más eficiente alemplear un ángulo obtuso más amplio para el corte de los materiales.

6.  Número de labios o flautas. La cantidad más común de labios (también llamadosflautas) es dos y después cuatro, aunque hay brocas de tres flautas o brocas de una (solay derecha), por ejemplo en el caso del taladrado de escopeta.

7.  Profundidad de los labios. También importante pues afecta la fortaleza de la broca.8.  Ángulo de la hélice. Es variable de unas brocas a otras dependiendo del material que

se trate de taladrar. Tiene como objetivo facilitar la evacuación de la viruta.9.  Material constitutivo de la broca. Existen cinco tipos básicos de materiales:

1.  Acero al carbono, para taladrar materiales muy blandos (madera, plástico, etc.)2.  Acero rápido HSS, para taladrar aceros de poca dureza.3.  Acero al cobalto M35 con 5% de cobalto y M42 con 8% de cobalto.4.  Acero pulverizado PM HSS-E, para taladrar aceros de alta aleacion, aceros

bonificados y de cementación.5.  Metal duro (Widia), para taladrar fundiciones y aceros en trabajos de gran

rendimiento.Y la combinacion de puntas soldadas de Carburo de Tungsteno en cuerpos de HSS. 1.  Acabado de la broca. Dependiendo del material y uso especifico de la broca, se le

puede aplicar una capa de recubrimiento que puede ser de óxido negro, de titanio o de

Broca 105

níquel, cubriendo total o parcialmente la broca, desde el punto de corte.

Afilado de brocas El filo de la broca se desgasta con el uso y hay que afilarlo para recuperar la capacidad decorte de la broca.Existen máquinas afiladoras, utilizadas en la industria del mecanizado. También es posibleafilar brocas a mano mediante pequeñas amoladoras, con muelas de grano fino. El afiladomanual requiere unas habilidades especiales por parte de los operarios a fin de conseguir elángulo de corte adecuado.

Control de viruta y lubricación del corte El control de la viruta y la lubricación y refrigeración del filo de la broca son dos factoresimportantes en el taladrado. La generación de formas y tamaños en la viruta adecuados, ytambién su evacuaciaón, es fundamental para realizar correctamente cualquier operaciónde taladrado, especialmente cuando las condiciones de corte son muy elevadas y se utilizanbrocas de metal duro.Las máquinas y herramientas de taladrado modernas permiten una gran eficacia en estesentido al aplicar el fluido de corte internamente a través de agujeros para el refrigerantede la propia herramienta.La formación de la viruta está determinada por el material de la pieza, la geometría de laherramienta, la velocidad de corte,el avance y el fluido de corte que se utilice.

Fundamentos tecnológicos del taladrado En el taladrado hay cuatro parámetros clave:

1.  Velocidad de corte . Se define como la velocidad lineal en la periferia de la broca.Su elección viene determinada por el material de la broca, el tipo de material a taladrar ylas características de la máquina. Una alta velocidad de corte permite realizar elmecanizado en menos tiempo pero acelera el desgaste de la broca.

2.  Velocidad de rotación de la broca, normalmente expresada en revoluciones porminuto. Se calcula a partir de la velocidad de corte y del diámetro de la broca.

3.  Avance , definido como la velocidad de penetración de la broca en el material. Sepuede expresar de dos maneras: bien como milímetros de penetración por revolución dela broca, o bien como milímetros de penetración por minuto de trabajo

4.  Tiempo de taladrado . Es el tiempo que tarda la broca en perforar un agujero,incluyendo la longitud de acercamiento inicial de la broca.

Estos cuatro parámetros están relacionados por las fórmulas siguientes:

Generalmente, la velocidad de corte óptima de cada broca y el avance de taladrado vienenindicados en el catálogo del fabricante o, en su defecto, en los prontuarios técnicos demecanizado.

Broca 106

Empleo de brocas en la industria, arte y ciencias •  terrestre, denominada comúnmente tricono•  Industria de la manufactura•  Industria de la carpintería•  Industria de la construcción•  Industria automotriz•  Aeronáutica•  Ciencias forestales•  Topología•  Ortopedia•  Artes aplicadas y artesanías

Brocas en el comercio Para proyectos pequeños e individuales, las brocas de algún tamaño se llegan a encontraren el mercado en forma individual, empaquetadas en pares o en mayores números. Tambiénse ofrecen en juegos de distintos tamaños y cantidades. En el comercio, son fabricadas yofrecidas a la venta por una variedad de marcas registradas. Muchas tlapalerías surtenbrocas comunes de tamaños populares. Para proyectos mayores o especializados, se puedenconseguir a través de distribuidores y por catálogos.

Fuentes •  Millán Gómez, Simón (2006). Procedimientos de Mecanizado. Madrid: Editorial

Paraninfo. ISBN 84-9732-428-5.•  Sandvik Coromant (2006). Guía Técnica de Mecanizado. AB Sandvik Coromant 2005.10.

Véase también •  Taladrar•  → Taladradora•  Taladrado profundo•  → Torno

Enlaces externos •   Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre brocas.Commons

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Brochadora 107

Brochadora

Brocha para mecanizar chaveteros

Acoplamiento cardan con agujero brochado

Una brochadora es una máquinaherramienta diseñada y construidapara poder mecanizar ranuras.Para ello hace uso de brochas,herramientas de corte multifilo.

El principio de funcionamiento deuna brocha es como si fuese unburil progresivo donde a medidaque avanza entrase enfuncionamiento un nuevo buril,habiendo tantos como escalonestiene la brocha.

El diseño de esta herramientapermite que en el avance de laherramienta cada diente de lamisma vaya cortando un poco dematerial, en torno a 0,05milímetros. Por tanto la longitudde la brocha está limitada por lacantidad de material que tiene quecortar.Las brochadoras se utilizan para hacer los agujeros acanalados que tienen muchosengranajes que se montan en cajas de velocidades para permitir su desplazamiento cuandose efectúa un cambio de velocidades.También se emplean estas máquinas para mecanizar el chavetero de muchas poleas yengranajes fijos.La brocha es una herramienta muy cara y delicada y por eso existen chaveteros condimensiones normalizadas y ejes estriados también normalizados.

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Limadora 108

Limadora

Detalle de torreta portaherramientas.

Mecanismo de accionamiento del carnero por palanca yplato-manivela.

La limadora mecánica es unamáquina herramienta para elmecanizado de piezas porarranque de viruta, mediante elmovimiento lineal alternativo de laherramienta o movimiento decorte. La mesa que sujeta la piezaa mecanizar realiza un movimientode avance transversal, que puedeser intermitente para realizardeterminados trabajos, como lageneración de una superficie planao de ranuras equidistantes.Asimismo, también es posibledesplazar verticalmente laherramienta o la mesa, manual oautomáticamente, para aumentarla profundidad de pasada.

La limadora mecánica permite elmecanizado de piezas pequeñas ymedianas y, por su fácil manejo ybajo consumo energético, espreferible su uso al de otrasmáquinas herramienta para lageneración de superficies planasde menos de 800 mm de longitud.

Componentes principales •  Bancada•  Guías•  Mesa•  Carnero•  Mecanismo de accionamiento del carnero. Hay varios tipos: por cremallera, por palanca

oscilante y plato-manivela o hidráulico.

Limadora 109

Tipos de limadoras •  Limadora ordinaria•  Limadora sin mesa•  Limadora copiadora

Operaciones de una limadora Las operaciones más frecuentes realizadas con limadoras son el planeado, el labrado desuperficies verticales o inclinadas, el ranurado y el perfilado.

Máquinas herramientas similares Una máquina herramienta similar es la mortajadora, también denominada limadoravertical. También son similares las cepilladoras, pero en éstas el movimiento principal detraslación lo realiza la pieza, mientras que la herramienta permanece fija.

Referencias •  Lasheras, Jose María (2002). «Máquinas herramientas: limadoras», Tecnología Mecánica

y Metrotecnia, 8ª ed edición, España: Editorial Donostiarra. ISBN 978-84-368-1663-1.

Véase también •  → Máquina herramienta•  → Mecanizado•  → Brochadora

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Mandrinadora 110

MandrinadoraSe denomina mandrinadora a una máquina herramienta que se utiliza básicamente para elmecanizado de agujeros de piezas cúbicas cuando es necesario que estos agujeros tenganuna tolerancia muy estrecha y una calidad de mecanizado buena. La necesidad de tener queconseguir estas tolerancias tan estrechas hacen que la mandrinadora exija una gran periciay experiencia a los operarios que la manejan.Básicamente este tipo de máquinas está compuesto por una bancada donde hay una mesagiratoria para fijar las piezas que se van a mecanizar, y una columna vertical por la que sedesplaza el cabezal motorizado que hace girar al husillo portaherramientas donde sesujetan las barrinas de mandrinar. Las mandrinadoras son máquinas que están quedando obsoletas y están siendo sustituidaspor modernos Centros de Mecanizado donde es posible mecanizar casi de forma completauna pieza cúbica que lleve distintos tipos de mecanizado y sea mecanizada por varias caras,gracias al almacén de herramientas que llevan incorporados y al programa de ordenadorque permite conseguir todos los mecanizados requeridos.En cuanto a la herramienta de mandrinar tiene unas connotaciones especiales, de una partetiene que ser lo más robusta posible, para evitar vibraciones y de otra tiene que tener unmecanismo de ajuste muy preciso para poder conseguir la tolerancia precisa del agujero,donde a veces es necesario conseguir tolerancias IT7 e incluso IT6.

Elección de las herramientas para mandrinar

Portaherramientas de mandrinar

En las mandrinadoras y centros de mecanizado,debido al alto coste que tiene el tiempo demecanizado, es de vital importancia hacer unaselección adecuada de las herramientas que permitarealizar los mecanizados en el menor tiempo posibley en condiciones de precisión y calidad requeridos.Factores de selección para operaciones demandrinar•  Diseño y limitaciones de la pieza. Tamaño,

tolerancias, tendencia a vibraciones, sistemas desujeción, acabado superficial. Etc.

•  Operaciones de mandrinado a realizar:Exteriores o interiores, ranurados, desbaste, acabados, etc.

•  Estabilidad y condiciones de mecanizado: Cortes intermitente, voladizo de la pieza,forma y estado de la pieza, estado, potencia y accionamiento de la máquina, etc.

•  Disponibilidad y selección del tipo de máquina: Posibilidad de automatizar elmecanizado, poder realizar varias operaciones de forma simultánea, serie de piezas amecanizar, calidad y cantidad del refrigerante, etc.

•  Material de la pieza: Dureza, estado, resistencia, maquinabilidad, barra, fundición,forja, mecanizado en seco o con refrigerante, etc.

•  Disponibilidad de herramientas: Calidad de las herramientas, sistema de sujeción de la herramienta, acceso al distribuidor de herramientas, servicio técnico de herramientas,

Mandrinadora 111

asesoramiento técnico.•  Aspectos económicos del mecanizado: Optimización del mecanizado, duración de la

herramienta, precio de la herramienta, precio del tiempo de mecanizadoAspectos especiales de las herramientas para mandrinar:Se debe seleccionar el mayor diámetro de la barra posible y asegurarse una buenaevacuación de la viruta. Seleccionar el menor voladizo posible de la barra. Seleccionarherramientas de la mayor tenacidad posibleCuando se madrinan piezas cúbicas, éstas se fija en la mesa de trabajo de la máquina, y loque gira es la herramienta de mandrinar que va sujeta en el husillo de la máquina, y dondese le imprime la velocidad adecuada de acuerdo con las caraceterísticas del material, y elmaterial constituyente de la herramienta y el avance axial adecuado.

Fundamentos tecnológicos del mandrinadoEn el mandrinado hay seis parámetros clave:

•  1.Velocidad de corte. Se define como la velocidad lineal en la periferia de laherramienta que está mecanizando. Su elección viene determinada por el material de laherramienta, el tipo de material de la pieza y las características de la máquina. Unavelocidad alta de corte permite realizar el mecanizado en menos tiempo pero acelera eldesgaste de la herramienta. La velocidad de corte se expresa en metros/minuto

•  2.Velocidad de rotación de la herramienta, normalmente expresada enrevoluciones por minuto. Se calcula a partir de la velocidad de corte y del diámetromayor de la pasada que se está mecanizando.

•  3.Avance , definido como la velocidad de penetración de la herramienta en elmaterial. Se puede expresar de dos maneras: bien como milímetros de penetración porrevolución de la pieza, o bien como milímetros de penetración por minuto de trabajo.

•  4 Profundidad de pasada: Es la distancia radial que abarca una herramienta en su fasede trabajo. Depende de las características de la pieza y de la potencia de la máquina.

•  5 Potencia de la máquina: Está expresada en kW, y es la que limita las condicionesgenerales del mecanizado, cuando no está limitado por otros factores.

•  6 Tiempo de mandrinado . Es el tiempo que tarda la herramienta en efectuar unapasada.

Estos parámetros están relacionados por las fórmulas siguientes:

Generalmente, la velocidad de corte óptima de cada herramienta y el avance de la mismavienen indicados en el catálogo del fabricante de la herramienta o, en su defecto, en losprontuarios técnicos de mecanizado.

Mandrinadora 112

Fuentes•  Luque Marmol, Isidoro (2008). Apuntes de Fabricación Automatizada. Gijón-Asturias:

Escuela universitaria de ingenieria tecnica industrial.•  Millán Gómez, Simón (2006). Procedimientos de Mecanizado. Madrid: Editorial

Paraninfo. ISBN 84-9732-428-5.•  Sandvik Coromant (2006). Guía Técnica de Mecanizado. AB Sandvik Coromant 2005.10.•  Larbáburu Arrizabalaga, Nicolás (2004). Máquinas. Prontuario. Técnicas máquinas

herramientas.. Madrid: Thomson Editores. ISBN 84-283-1968-5.•  Cruz Teruel, Francisco (2005). Control numérico y programación. Marcombo, Ediciones

técnicas. ISBN 84-267-1359-9.

Enlaces externosMuseo de máquina-heramienta. Historia de las mandrinadoras (http:/ / www.museo-maquina-herramienta. com/ historia/ Lehenengoko-erremintak/mandrinatzeko-makina)Descripción de la mandrinadora universal (http:/ / aecim. org/ new/ files/ centro/Mandrinadora. pdf)

Source: http:/ / es. wikipedia. org/ w/ index. php? oldid=24351557Contributors: Dferg, Feliciano, 4 anonymous edits

Rectificadora

Rectificadora planeadora plana

La rectificadora es una máquina herramienta,utilizada para conseguir mecanizados de precisióntanto en dimensiones como en acabado superficial,a veces a una operación de rectificado le siguenotras de pulido y lapeado. Las piezas que serectifican son principalmente de acero endurecidomediantetratamiento térmico, utilizando para ellosdiscos abrasivos robustos, llamados muelas. Laspartes de las piezas que se someten a rectificadohan sido mecanizadas previamente en otrasmáquinas herramientas antes de ser endurecidaspor tratamiento térmico y se ha dejado solamenteun pequeño excedente de material para que larectificadora lo pueda eliminar con facilidad yprecisión. La rectificación, pulido y lapeado también se aplica en la fabricación de cristalespara lentes.

Rectificadora 113

Tipos de rectificadora

Muela de rectificadora universal

Según sean las características de las piezas a rectificar seutilizan diversos tipos de rectificadoras, siendo las másdestacadas las siguientes:•  Rectificadoras planeadoras (http:/ / www. crystec. com/

kmisfgs. htm)•  Rectificadoras sin centros (Centerless) (http:/ / www.

danobat. com/ Danobatportal/ DesktopDefault.aspx?tabId=414& portalId=22& leftmenuid=1672&ContenPane=3655& categoryID=691)

•  Rectificadoras universales (http:/ / www. danobat. com/ Danobatportal/ DesktopDefault.aspx?tabId=414& portalId=22& leftmenuid=1672& ContenPane=3655& categoryID=664)

•  Rectificadoras especiales (http:/ / www. danobat. com/ Danobatportal/ DesktopDefault.aspx?tabId=414& portalId=22& leftmenuid=1672& ContenPane=3655& categoryID=669)

Las máquinas rectificadoras para piezas metálicas consisten básicamente en un bastidorque contiene una muela giratoria compuesta de granos abrasivos muy duros y resistentes aldesgaste y a la rotura.La velocidad de giro de las muelas es muy elevada, pudiendo llegar a girar a 30.000 rpm,dependiendo del diámetro de la muela.Las rectificadoras para superficies planas, conocidas como planeadoras y tangenialesson muy sencillas de manejar, porque consisten en una cabezal provisto de la muela y uncarro longitudinal que se mueve en forma de vaivén, donde va sujeta la pieza que serectifica. La pieza muchas veces se sujeta en una plataforma magnética. Las piezas máscomunes que se rectifican en estas máquinas son matrices, calzos y ajustes con superficiesplanas.[1]

La rectificadora sin centros (centerless), consta de dos muelas y se utilizan para elrectificado de pequeñas piezas cilíndricas, como bulones, casquillos, pasadores, etc. Sonmáquinas que permite automatizar la alimentación de las piezas y por tanto tener unfuncionamiento continuo y por tanto la producción de grandes series de la misma pieza.[2]

Las rectificadoras universales son las rectificadoras más versátiles que existen porquepueden rectificar todo tipo de rectificados en diámetros exteriores de ejes, como enagujeros si se utiliza el cabezal adecuado. Son máquinas de gran envergadura cuyo cabezalportamuelas tiene un variador de velocidad para adecuarlo a las características de la muelaque lleva incorporado y al tipo de pieza que rectifica.[3]

Rectificadora 114

Características constructivas de las rectificadoras cilíndricas deúltima generación A las modernas rectificadoras cilíndricas se les exige ser de ultra precisión, de concepciónflexible para aplicaciones de rectificado de exteriores y piezas excéntricas. Las máquinaspueden realizar procesos de rectificado convencional o de alta velocidad, incorporando losúltimos adelantos mecánicos, eléctricos y de software. (CNC) Se establecen nuevos estándares de precisión, velocidad y flexibilidad garantizando unaproducción de alta fiabilidad y competitividad. Estas máquinas incluyen bancada de granitonatural, motores integrados en ejes porta-piezas y husillos porta-muelas, motores de granpar y motores lineales.El diseño incluye puertas de gran accesibilidad para trabajos de preparación de máquina yde mantenimiento. El concepto modular de la máquina permite la incorporación desistemas de carga automatizados y la concatenación de varias unidades en una célula.Las modernas rectificadoras responden óptimamente a la más amplia variedad deaplicaciones como herramientas de corte, hidráulica de alta precisión, árboles de levas,pequeños cigüeñales, ejes de cajas de cambios y ejes de transmisión, entre otros. Lamáquinas son diseñadas para utilizar distintos tipos de abrasivos, diamante, CBN, … paraaplicaciones de alta velocidad.[4]

Rectificación de lentes

Lente

En la fabricación de lentes el abrasivo está compuesto porcorindón ( cristalizado) de óxido de aluminio de origennatural o por polvos de esmeril humedecidos (Óxido dealuminio con impurezas de hierro). Pueden ser necesariasdos o tres operaciones de rectificación sucesivas para laterminación de la lente. El pulido y el lapeado completan elacabado superficial.

Pulido Para obtener un óptimo acabado de las piezas procedentes de las operaciones derectificado se emplean máquinas pulidoras que trabajan por aplicación de la pieza a unasuperficie abrasiva móvil, normalmente giratoria. El material arrancado en el pulido esprácticamente nulo y apenas modifica la dimensiones del rectificado.

Lapeado Es el proceso de acabado de una superficie por abrasión muy fina, con objeto de conseguirmucha precisión en el acabado superficial, conocida como rugosidad.

Rectificadora 115

Referencias [Argomet (http:/ / www. argomet. com) es una empresa de rectificación de motores enArgentina, desde su página web se puede tener una idea amplia de como se rectifica unmotor a nuevo con las maquinarias que muestra en sus fotos.[1]  Caracterísitcas de rectifacdoras tangenciales (http:/ / www. metalia. es/ fichaarticulos.

asp?id=407& sub=6)[2]  Rectificadoras sin centros (http:/ / 212. 8. 123. 31/ NASApp/ eceafm/ F?L=1& P=aAD&

R=80142003& S=55782001& N=75042003)[3]  Caracteríticas de rectificadora universal (http:/ / www. interempresas. net/

MetalMecanica/ FeriaVirtual/ ResenyaProducto. asp?R=20396)[4]  Rectificadora de interiores (http:/ / www. interempresas. net/ MetalMecanica/

FeriaVirtual/ ResenyaProducto. asp?R=20397)

Fuentes y Bibliografía •  Millán Gómez, Simón (2006). Procedimientos de Mecanizado. Madrid: Editorial

Paraninfo. ISBN 84-9732-428-5.•  Sandvik Coromant (2006). Guía Técnica de Mecanizado. AB Sandvik Coromant 2005.10.•  Larbáburu Arrizabalaga, Nicolás (2004). Máquinas. Prontuario. Técnicas máquinas

herramientas.. Madrid: Thomson Editores. ISBN 84-283-1968-5.•  Varios autores (1984). Enciclopedia de Ciencia y Técnica. Tomo 12. Salvat Editores S.A.

ISBN 84-345-4490-3.

Enlaces externos Gama de Rectificadoras (http:/ / www. danobat. com/ )Rectificadoras planeadoras (http:/ / www. danobat. com/ )Rectificadoras sin centros (http:/ / www. danobat. com/ )Museo máquina-herramienta. Historia de las rectificadoras (http:/ / www.museo-maquina-herramienta. com/ historia/ Lehenengoko-erremintak/ urratzeko-makinak)Tipos de rectificadoras (http:/ / www. monografias. com/ trabajos18/maquinas-herramientas/ maquinas-herramientas. shtml#RECTIF)

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Amoladora 116

Amoladora

Amoladora de sobremesa

Disco de esmeril

Se llama amoladora, a una máquina herramientatambién conocida como muela, muy simple queestá presente en la mayoría de talleres eindustrias de fabricación mecánica y que tienediversos usos, según sea el tipo de discos que semonten en la misma.

Hay amoladoras pequeñas de sobremesa, pero lasmás comunes son las que constan de una bancadaencima de la cual se acopla la máquina queconsiste en un motor eléctrico a cuyo eje de girose acoplan en ambos extremos unos discos devarios materiales diferentes sobre los quepodemos efectuar las siguientes tareas:•  Hay discos que son de un material blando y

flexible, que sutilizan para el pulido yabrillantado de metales.

•  Hay discos de alambre que se utilizan paraquitar las rebabas de mecanizado que puedantener algunas piezas.

•  Hay discos de material abrasivo que puedenser de grano grueso o de grano fino:

Los de grano grueso se utilizan para desbastar omatar aristas de piezas metálicas. Los de grano fino se utilizan principalmente para afilarlas herramientas de corte: Cuchillas, brocas, etc.La velocidad de giro de estos motores es bastante elevada.Cuando se trabaja en estas máquinas hay que adoptar diversas medidas de seguridad,especialmente proteger los ojos con gafas adecuadas para evitar que se incrustenpartículas metálicas en los ojos.

Enlaces externos •  Museo de máquina herramienta (http:/ / www. museo-maquina-herramienta. com/ )•  Tecnología Moderna de Molino (http:/ / www. mpechicago. com/ coffee_esp/ Home. htm)

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Electroerosión 117

ElectroerosiónLa electroerosión es un proceso de fabricación, también conocido como Mecanizado porDescarga Eléctrica o EDM.El proceso de electroerosión consiste en la generación de un arco eléctrico entre una piezay un electrodo en un medio dieléctrico para arrancar partículas de la pieza hasta conseguirreproducir en ella las formas del electrodo. Ambos, pieza y electrodo, deben serconductores, para que pueda establecerse el arco eléctrico que provoque el arranque dematerial.Básicamente tiene dos variantes: 1.  El proceso que utiliza el electrodo de forma, conocido como Ram EDM, donde el

término ram podría traducirse del inglés como "carnero" y es ilustrativo del "choque" delelectrodo contra la pieza o viceversa (pieza contra el electrodo).

2.  La que utiliza el electrodo de hilo metálico o alambre fino, WEDM (donde las siglasdescriben en inglés Wire Electrical Discharge Machining),

Proceso de electroerosión con electrodo de formaDurante el proceso de electroerosión la pieza y el electrodo se sitúan muy próximos,dejando un hueco que oscila entre 0,01 y 0,05 mm, por el que circula un líquido dieléctrico(normalmente aceite de alta conductividad). Al aplicar una diferencia de tensión continua ypulsante entre ambos, se crea un campo eléctrico intenso que provoca el paulatino aumentode la temperatura, hasta que el dieléctrico se vaporiza.Al desaparecer el aislamiento del dieléctrico salta la chispa, incrementándose latemperatura hasta los 20.000 ºC, vaporizándose una pequeña cantidad de material de lapieza y el electrodo formando una burbuja que hace de puente entre ambas.Al anularse el pulso de la fuente eléctrica, el puente se rompe separando las partículas delmetal en forma gaseosa de la superficie original. Estos residuos se solidifican al contactocon el dieléctrico y son finalmente arrastrados por la corriente junto con las partículas delelectrodo. Dependiendo de la máquina y ajustes en el proceso, es posible que el ciclo completo serepita miles de veces por segundo. También es posible cambiar la polaridad entre elelectrodo y la pieza.El resultado deseado del proceso es la erosión uniforme de la pieza, reproduciendo lasformas del electrodo. En el proceso el electrodo se desgasta, por eso es necesariodesplazarlo hacia la pieza para mantener el hueco constante. En caso que el desgaste seasevero, el electrodo es reemplazado. Si se quiere un acabado preciso (tolerancia de forma+-0.05 mm es preciso la utilización de 2 electrodos).La rugosidad superficial (vdi) que se obtiene en un proceso de electroerosión porpenetración puede establecerse previamente, dentro de unos límites, al programar lamaquina. Esta rugosidad puede variar entre 48 vdi (acabado muy rugoso ) y 0 vdi (acabadosin rugosidad pero imposible de conseguir, un 26 vdi es un acabado casi perfecto) Las tasasde arranque de material con electrodo de forma son del orden de 2 cm3/h.

Electroerosión 118

El electrodo de formaEl electrodo es comúnmente hecho de grafito pues este, por tener una elevada temperaturade vaporización, es más resistente al desgaste. Puede ser trabajado en una fresadoraespecífica con el fin de crear ya sea un electrodo macho o un electrodo hembra, lo quesignifica que el electrodo tendrá la forma opuesta a la forma deseada y resultante en lapieza de trabajo.Es buena práctica tener un electrodo de erosión en bruto y uno que consuma en forma finay final, mas esto puede ser determinado por las dimensiones y características de la pieza aser lograda. Los electrodos pueden ser manufacturados en forma que múltiples formas pertenezcan almismo pedazo de grafito. También el cobre es un material predilecto para la fabricación de electrodos precisos, porsu característica conductividad, aunque por ser un metal suave su desgaste es más rápido.El electrodo de cobre es ideal para la elaboración de hoyos o agujeros redondos yprofundos. Comúnmente estos electrodos se encuentran de diámetros con tamañosmilimétricos en incrementos de medio milímetro y longitudes variadas. Este proceso enparticular es muy utilizado para antes del proceso de electroerosión con hilo, para producirel agujero inicial donde pase el hilo a través de un grosor de material que es inconvenienteal taladro convencional. Si deseamos un buen acabado en el objeto a erosionar , sea cualsea el material en que se construya el electrodo este debe ser repasado a mano después sermecanizado en la fresadora o torno debido a las marcas que las herramientas de corteutilizadas en estas maquinas producen pequeñas marcas en los electrodos.

Ventajas del proceso de electroerosión con electrodo de forma•  Al no generar fuerzas de corte como en los procesos de mecanizado, el torneado y el

taladrado, resulta aplicable para materiales frágiles.•  Se pueden producir agujeros muy inclinados en superficies curvas sin problemas de

deslizamiento. Así como de elevada relación de aspecto (cociente entre la longitud y eldiámetro), es decir, con pequeño diámetro y gran profundidad imposibles con un taladroconvencional.

•  Al ser un proceso esencialmente térmico, se puede trabajar cualquier material mientrassea conductor

•  Las tolerancias que se pueden obtener son muy ajustadas, desde ±0,025 hasta ±0,127mm.

•  Es un proceso de fabricación único para lograr complejas configuraciones que sonimposibles de otra forma.

•  Ahorran en ocasiones la realización de un acabado rugoso en la pieza por medio deataques de ácido, pasándose a denominar "Acabado de Electroerosión". No es unacabado quizás tan perfecto como el que se obtendría con el ataque de ácido pero porcostes y plazos resulta satisfactorio en la mayoría de las ocasiones.

Electroerosión 119

Inconvenientes en el proceso de electroerosión con electrodo deforma•  Tras el proceso suele quedar una capa superficial de metal fundido, frágil y de

extremada dureza, que debe eliminarse en aquellas piezas que requieran resistencia a lafatiga. Tiene más resistencia a la fatiga una pieza acabada por arranque de viruta(fresadora , torno , planificadora ...) que una pieza acabada por penetración eléctrica(electroerosión).

•  El grafito es un material frágil, por lo que la manipulación de los electrodos debe sermuy cuidadosa.

•  Los electrodos, generalmente, requieren ser manufacturados, por ejemplo, mecanizadosen una fresadora que para trabajar grafito.

•  La rugosidad que deja en la superficie puede ser muy elevada en función del tipo deaplicación y la reducción de ésta utilizando intensidades menores requiere mucho tiempoy en ocasiones se pueden producir defectos indeseados como formación de carbonillas omanchas.

•  El acabado superficial rugoso no es perfecto resultando más rugoso sobre las carasplanas que sobre las paredes verticales por efecto de las chispas esporádicas que seproducen al evacuar los restos de material.

Aplicaciones del proceso de electroerosión con electrodo de formaA modo de ejemplo se puede citar el agujereado de las boquillas de los inyectores en laindustria automotriz, así como en la fabricación de moldes y matrices para procesos demoldeo o deformación plástica.

Proceso de electroerosión con hiloEs un desarrollo del proceso anteriormente descrito, nacido en los años de la década de los70, y por consiguiente, más moderno que el anterior, que sustituye el electrodo por un hiloconductor; además, este proceso tiene mejor movilidad. Las tasas de arranque de materialcon hilo rondan los 350 cm3/h.La calidad, material y diámetro del hilo, en conjunción al voltaje y amperaje aplicado, sonfactores que influyen directamente la velocidad con que una pieza pueda ser trabajada.También, el grosor y material de la pieza dictan ajustes para el cumplimiento del corte.El acabado deseado en el proceso también es un factor de consideración que afecta eltiempo de ciclo de manufactura, pues el acabado que este proceso deja en la pieza puedeser mejorado cuando mas pases semi-repetitivos de corte sobre la misma superficie sonejecutados.

Electroerosión 120

Hilo conductorEl hilo metálico puede ser fabricado de latón o de zinc (y molibdeno, en caso de máquinasde hilo recirculante). En prácticas de protección al medio ambiente, después del uso ydescarte del hilo empleado y sus residuos, el material del hilo, ya sea en forma de hilo oéste pulverizado, es acumulado separadamente con el fin de ser reciclado.Existen varios diámetros en el mercado, incluyendo 0.010” (0,25mm) y 0.012” (0,30mm).Generalmente el hilo se vende en rollos y por peso, más que por su longitud.La tensión del hilo es importante para producir un corte efectivo, y por consiguiente unamejor parte; la sobretensión del hilo resulta en que este se rompa cuando no sea deseado.Mas la ruptura del hilo es común durante el proceso, y también es necesaria. En unostalleres, los encendedores comunes se utilizan como una forma práctica de cortar el hilo.Inicialmente, la posición de una cabeza superior y una cabeza inferior por las cuales pasa elhilo están en un alineamiento vertical y concéntrico una a la otra; el hilo en uso seencuentra entre estos dos componentes mecánicos.

Máquinas de electroerosión con hiloA diferencia de las máquinas de electroerosión con electrodo de forma a las que lapolaridad aplicada puede ser invertida, la polaridad en el proceso de electroerosión con hiloes constante, o sea que la "mesa" o marco donde las piezas son montadas para sertrabajadas es tierra; esto significa que es de polaridad negativa. El hilo, por consiguiente,es el componente mecánico al que la carga positiva es dirigida.Todas las máquinas reciben un hilo a modo que éste se tensione en forma vertical (axial"Z"), para producir cortes y movimientos en axiales "X" e "Y". Mas en su mayoría, lasmáquinas de electroerosión con hilo tienen la capacidad de mover sus componentes paraajustar el hilo vertical y producir un ángulo limitado de corte (axiales "U" y "V"). Enmaquinaria más elaborada, la electroerosión con hilo es posible mientras la pieza es rotada(cuarto axial de movimiento), esto significa que mientras la pieza está en un movimientorotacional, otros movimientos axiales son simultáneamente posibles. La eficiencia, exactitud y complejidad con que la pieza ha de ser trabajada es afectada porla calidad, condición y funcionalidad de la máquina a ser utilizada.El tamaño del recipiente, contenedor del líquido, puede ser un factor determinante acuantas piezas y tamaño de las piezas que pueden ser preparadas para el proceso.

Corte interno y externoEn el corte interno el hilo, sujeto por sus extremos comenzando por un agujero previamentetaladrado y mediante un movimiento de vaivén, como el de una sierra, va socavando lapieza hasta obtener la geometría deseada. En el corte externo el hilo puede empezar el movimiento desde el exterior del perímetro dela pieza hasta entablar el arco; continúa su movimiento hasta que consigue la periferiadeseada.

Electroerosión 121

Ventajas del proceso de electroerosión con hilo•  No precisa el mecanizado previo del electrodo.•  Es un proceso de alta precisión.•  Complejas formas pueden ser logradas.•  Resultados constantes.•  Dependiendo de la capacidad de la máquina, el trabajo con alambre puede incluir

angularidad variable controlada o geometría independiente (cuarto eje).•  Se puede mecanizar materiales previamente templados y así evitar las deformaciones

producidas en el caso de hacer este tratamiento térmico después de terminada la pieza.

Artículos y artefactos auxiliares•  Imanes. Por razón de que la pieza debe ser de un material conductor de electricidad,

como lo es el acero, y muchas variedades de éste son magnéticos, el empleo de imanesresulta de lo más práctico. Hay imanes especialmente diseñados con el propósito depreparar las piezas para ser trabajadas.

•  Artefactos específicos. Por razón que la geometría de algunas piezas es complicada y eltrabajo de corte necesario sobre éstas pueda ser posicionado en forma dificultosa, sonrequeridos artefactos específicamente manufacturados con el fin de sujetar las piezasdurante el proceso y, por lo general, deben ser hechos de acero inoxidable.

•  Motor rotacional. Si la máquina no tiene la capacidad de movimiento en el cuarto axial, yel corte a la pieza lo requiere, un motor rotacional independiente puede ser añadido conel fin de voltear la pieza.

En el siglo XXI se puede producir un proceso parecido al de torneado a alta velocidadutilizando el hilo para configuraciones caprichosas, dimensiones difíciles y acabadossatisfactorios.

Plantación del ciclo Cuando una de estas dos formas de proceso es escogida a ser aplicada, se debe buscarcomo finalidad que el ciclo de manufactura sea lo más breve posible (reducción de tiempode ciclo), que el acabado en la pieza tenga la aspereza y calidad deseada, y que la precisiónen dimensiones y tolerancias geométricas sean las planeadas, todo esto incluido con lasprácticas generales y aceptadas en la buena manufactura, fabricación y producción. La plantación de un ciclo inteligente y, cuando sea posible, una preparación de múltiplespiezas en orden y montadas con el fin de ser trabajadas en ciclos que requieran atenciónmínima, son dos formas que contribuyen al ahorro de tiempo y recursos. Obviamente, laprotección y seguridad del operador es lo más importante y, por consiguiente, contribuyetambién a la prosperidad y ahorro.

Electroerosión 122

Precauciones y consideraciones preventivas•  El uso de corriente eléctrica, agua y alto voltaje presentan un peligro de electrocución.•  Es factible que chispas salten fuera del contenedor.•  Derrames durante el llenado y vaciado de tanque o el uso de líquido a presión.Siempre se debe observar precauciones y consideraciones preventivas, y regulacionesdictadas por las buenas prácticas, por instructivos y manuales de las máquinas y demásequipo, y por el taller o fábrica de trabajo donde el proceso de electroerosión seapracticado.

Enlaces externos•  Introducción a la electroerosión (http:/ / www. tecnun. es/ asignaturas/ labfabricacion/

LCSF/ pdfs/ Electroerosion. pdf), Universidad de Navarra.

Véase también•  Electricidad•  Proceso de fabricación

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Velocidad de corteSe define como velocidad de corte la velocidad lineal de la periferia de una herramientaacoplada a una máquina herramienta o la velocidad lineal del diámetro mayor que esté encontacto con la herramienta en la pieza que se esté mecanizando en un torno. Su elecciónviene determinada por el material de la herramienta, el tipo de material a mecanizar y lascaracterísticas de la máquina. Una alta velocidad de corte permite realizar el mecanizadoen menos tiempo pero acelera el desgaste de la herramienta.La velocidad de corte se expresa en metros/minuto. La velocidad adecuada de cortedepende de varios factores y en ningún caso se debe superar la que aconsejan losfabricantes de las herramientas. La fórmula para calcular la velocidad de corte es lasiguiente:

Donde Vc es la velocidad de corte, n es la velocidad de rotación de la herramienta y Dc es eldiámetro de la herramienta.

Velocidad de corte 123

Efectos de la velocidad de corte•  Es el factor principal que determina la duración de la herramienta•  Afecta al consumo de potenciaLa velocidad de corte excesiva puede dar lugar a:•  Desgaste muy rápido del filo de corte de la herramienta•  Deformación plástica del filo de corte con pérdida de tolerancia del mecanizado•  Calidad del mecanizado deficienteLa velocidad de corte demasiado baja puede dar lugar a:•  Formación de filo de aportación en la herramienta.•  Efecto negativo sobre la evacuación de viruta•  Baja productividad•  Coste elevado del mecanizado

Bibliografía•  Millán Gómez, Simón (2006). Procedimientos de Mecanizado. Madrid: Editorial

Paraninfo. ISBN 84-9732-428-5.•  Sandvik Coromant (2006). Guía Técnica de Mecanizado. AB Sandvik Coromant 2005.10.•  Larbáburu Arrizabalaga, Nicolás (2004). Máquinas. Prontuario. Técnicas máquinas

herramientas.. Madrid: Thomson Editores. ISBN 84-283-1968-5.

Véase tambiénTornear→ TornoTorno paraleloTorno CNCTorno revólverTorno verticalTorno automáticoTorno copiador→ Taladradora→ Broca

Velocidad de corte 124

Enlaces externos

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AvanceEn la industria de mecanizados por arranque de viruta se denomina avance, a la velocidadde penetración que tienen las herramientas de corte en la pieza que se mecaniza.El avance se puede expresar en mm/rev, en el caso de taladrado y torneado, o en mm/minen el caso de fresado.El avance por minuto se obtiene de multiplicar el avance por vuelta del husillo por lasrevoluciones por minuto que tenga.

Efectos de la velocidad de avance •  Decisiva para la formación de viruta•  Afecta al consumo de potencia•  Contribuye a la tensión mecánica y térmicaLa elevada velocidad de avance da lugar a:•  Buen control de viruta•  menor tiempo de corte•  Menor desgaste de la herramienta•  Riesgo más alto de rotura de la herramienta•  La calidad superficial del mecanizado se puede deteriorar.La velocidad de avance baja da lugar a:•  Viruta más larga•  Mejora de la calidad del mecanizado•  Desgaste acelerado de la herramienta•  Mayor duración del tiempo de mecanizado•  mayor coste del mecanizado

Véase TaladradoTornearFresado

Bibliografía •  Millán Gómez, Simón (2006). Procedimientos de Mecanizado. Madrid: Editorial

Paraninfo. ISBN 84-9732-428-5.•  Sandvik Coromant (2006). Guía Técnica de Mecanizado. AB Sandvik Coromant 2005.10.•  Larbáburu Arrizabalaga, Nicolás (2004). Máquinas. Prontuario. Técnicas máquinas

herramientas.. Madrid: Thomson Editores. ISBN 84-283-1968-5.

Avance 125

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Profundidad de pasadaLa profundidad de pasada es la anchura de corte que tiene una herramienta de torno ode fresadora. Se refleja por el ancho de la viruta. Su valor está en conconancia con lacantidad de material que se tenga que remover, la mecanibilidad del mismo, el tipo deherramienta que se utilice y está condicionado por la potencia de la máquina, y la velocidadde corte y el avance a los que trabaje la máquina.

Bibliografía•  Millán Gómez, Simón (2006). Procedimientos de Mecanizado. Madrid: Editorial

Paraninfo. ISBN 84-9732-428-5.•  Sandvik Coromant (2006). Guía Técnica de Mecanizado. AB Sandvik Coromant 2005.10.•  Larbáburu Arrizabalaga, Nicolás (2004). Máquinas. Prontuario. Técnicas máquinas

herramientas.. Madrid: Thomson Editores. ISBN 84-283-1968-5.

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Licencia 126

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5. COMBINING DOCUMENTS You may combine the Document with other documents released under this License, under the terms defined in section 4 above for modified versions,provided that you include in the combination all of the Invariant Sections of all of the original documents, unmodified, and list them all as InvariantSections of your combined work in its license notice, and that you preserve all their Warranty Disclaimers. The combined work need only contain one copy of this License, and multiple identical Invariant Sections may be replaced with a single copy. If there aremultiple Invariant Sections with the same name but different contents, make the title of each such section unique by adding at the end of it, inparentheses, the name of the original author or publisher of that section if known, or else a unique number. Make the same adjustment to the sectiontitles in the list of Invariant Sections in the license notice of the combined work. In the combination, you must combine any sections Entitled "History" in the various original documents, forming one section Entitled "History"; likewisecombine any sections Entitled "Acknowledgements", and any sections Entitled "Dedications". You must delete all sections Entitled "Endorsements."

6. COLLECTIONS OF DOCUMENTS You may make a collection consisting of the Document and other documents released under this License, and replace the individual copies of thisLicense in the various documents with a single copy that is included in the collection, provided that you follow the rules of this License for verbatimcopying of each of the documents in all other respects. You may extract a single document from such a collection, and distribute it individually under this License, provided you insert a copy of this License intothe extracted document, and follow this License in all other respects regarding verbatim copying of that document.

7. AGGREGATION WITH INDEPENDENT WORKS A compilation of the Document or its derivatives with other separate and independent documents or works, in or on a volume of a storage or distributionmedium, is called an "aggregate" if the copyright resulting from the compilation is not used to limit the legal rights of the compilation's users beyondwhat the individual works permit. When the Document is included in an aggregate, this License does not apply to the other works in the aggregate whichare not themselves derivative works of the Document. If the Cover Text requirement of section 3 is applicable to these copies of the Document, then if the Document is less than one half of the entireaggregate, the Document's Cover Texts may be placed on covers that bracket the Document within the aggregate, or the electronic equivalent of coversif the Document is in electronic form. Otherwise they must appear on printed covers that bracket the whole aggregate.

8. TRANSLATION Translation is considered a kind of modification, so you may distribute translations of the Document under the terms of section 4. Replacing InvariantSections with translations requires special permission from their copyright holders, but you may include translations of some or all Invariant Sections in

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addition to the original versions of these Invariant Sections. You may include a translation of this License, and all the license notices in the Document,and any Warranty Disclaimers, provided that you also include the original English version of this License and the original versions of those notices anddisclaimers. In case of a disagreement between the translation and the original version of this License or a notice or disclaimer, the original version willprevail. If a section in the Document is Entitled "Acknowledgements", "Dedications", or "History", the requirement (section 4) to Preserve its Title (section 1) willtypically require changing the actual title.

9. TERMINATION You may not copy, modify, sublicense, or distribute the Document except as expressly provided for under this License. Any other attempt to copy, modify,sublicense or distribute the Document is void, and will automatically terminate your rights under this License. However, parties who have receivedcopies, or rights, from you under this License will not have their licenses terminated so long as such parties remain in full compliance.

10. FUTURE REVISIONS OF THIS LICENSE The Free Software Foundation may publish new, revised versions of the GNU Free Documentation License from time to time. Such new versions will besimilar in spirit to the present version, but may differ in detail to address new problems or concerns. See http:/ / www. gnu. org/ copyleft/ .Each version of the License is given a distinguishing version number. If the Document specifies that a particular numbered version of this License "orany later version" applies to it, you have the option of following the terms and conditions either of that specified version or of any later version that hasbeen published (not as a draft) by the Free Software Foundation. If the Document does not specify a version number of this License, you may choose anyversion ever published (not as a draft) by the Free Software Foundation.

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