Super Acabado

7/23/2019 Super Acabado

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Departamento de Ingeniería Mecánica

Tecnología Mecánica I

67.15

Unidad 8: Trabajos con abrasivos

Ing. Guillermo Orlando Castro



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TEMARIO

- Muelas, abrasivos naturales y artificiales, aglomerantescerámicos, semi elásticos, const itución de muelas.

- Selección de muelas, normas, campos de aplicación,

concepto de grano, grado y dureza.

- Velocidad y dist intas formas de muelas. Aplicaciones.

- Rectificadoras: clasificación, para rectificados cilíndricos deinteriores y exteriores, rectificación plana, de roscas y deperfiles, sin centro, para afilado de herramientas comunes yde perfi l constante.

- Procesos de súper acabado: lapidado, bruñido.



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TRABAJOS CON ABRASIVOS

El acabado superficial final de las piezas mecanizadas seobtiene mediante distintas operaciones de terminación(rectificado, bruñido, lapidado, súper acabado), las cualesposeen en común la herramienta de corte llamada muela,

piedra ó rueda abrasiva.Esta herramienta es la única que permite trabajar piezas muyduras para l levarlas a dimensiones exactas dentro detolerancias preestablecidas.

El mecanizado por abrasivos ó abrasión ha precedidohistóricamente al mecanizado por arranque de viruta, yconsiste en eliminar material de las piezas metálicasmediante la desintegración de los cristales cortantes de lapiedra, por frotamiento entre ambas partes.



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Tablas de dureza de materiales naturales y artif iciales



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Desde que las herramientas de carburo de W hicieron suaparición, la importante operación de afilado ha sido razónpara que las piedras abrasivas fueran adquiriendo cada vezmayor importancia, ampliando y desarrollando de forma

continua el campo de las máquinas de rectificar.

Para poder aplicar el mecanizado por abrasión, deben darsedos condiciones fundamentales:

1) Dureza muy elevada de la pieza

2) Extracción de virutas de espesor muy débil



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Análogamente al mecanizado por arranque de viruta, sepueden obtener superficies de revolución (cilíndricas ycónicas, exteriores e interiores) y superficies planas, querepresentan los siguientes métodos de rectificado:

a.- Rectif icado tangencial análogo al torneado y cepillado,se obtienen superficies cilíndricas y cónicas con muelascil índricas radiales.

b.- Rectificado frontal análogo al fresado frontal, seobtienen superficies planas con muelas cil índricastangenciales.



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TRABAJOS CON ABRASIVOS: MOVIMIENTOS

Rectif icado tangencial

Mc1: movimiento circular de la pieza, que origina la Vc1

Ma: movimiento rectilíneo de vaivén de la muela ó la piezaparalelo a la generatriz

Mp: penetración perpendicular al Ma que origina el espesor de la viruta

Mc2: movimiento de rotación de la muela, que origina la Vc2

Vc (velocidad relativa de corte) Vc = Vc1 + Vc2



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Rectif icado frontal

Mc1: movimiento de desplazamiento longitudinal horizontalde la pieza

Ma: movimiento de desplazamiento transversal horizontal dela pieza

Mp: penetración vertical de la muela en la pieza

Mc2: movimiento de rotación de la muela



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Diferentes procesos derectificado



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TRABAJOS CON ABRASIVOS: HERRAMIENTAS

Una muela ó piedra esmeril es una rueda abrasiva que trabajasemejando a una fresa. Está constituida por un sinnúmero deobjetos cortantes llamados cristales, en forma de duros yfilosos granos, como si fueran pequeñísimas cuchillas que,

al girar a grandes velocidades en contacto con la pieza,arranca infinidad de virutas minúsculas.

La presión producida por la muela hace que la acción delgrano abrasivo se manifieste en tres formas: frotando,

hendiendo y cortando.



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Comparación del trabajo de una muela abrasiva con el de una fresa



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En la primera fase a bajas presiones (hasta 0,2 Kg/cm2), elgrano frota la superficie de la pieza sin retirar material, perodeformando elásticamente el mismo.

A medida que la presión crece (hasta 1,05 Kg/cm2) la masade los gránulos no penetra en la superficie de la pieza, perohacer deformar plásticamente al material, desplazandopequeñas partículas de metal fuertemente deformadas.

A presiones todavía más altas, el grano penetra en el materialde la pieza y forma sobre el frente de sus ángulos cortantesuna verdadera viruta. Luego de cierto límite máximo depresión, se dará lugar a un arranque mecánico de losgránulos de la muela.



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Además de los fenómenos puramente mecánicos, el trabajocon abrasivos presenta efectos térmicos, pues se genera unconsiderable calor en el inter-espacio entre gránulos y pieza,dando lugar a efectos cíclicos calor - fr ío que causan averías

en la piedra. Estas solicitaciones térmicas son tanto mayorescuanto más bajo es el coeficiente de conductividad térmicadel material que se trabaja.

Para realizar un corte l ibre evitando una presión excesiva, elmáximo espesor de viruta no deberá superar la mitad de la

altura emergente del gránulo.Factores tales como la clase del abrasivo y su dureza, eltamaño de grano, la porosidad y el tipo de aglomerante, sonde importancia significativa en este tipo de proceso.



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Principio detrabajo de unamuela abrasiva



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MUELAS: CARACTERISTICAS Y ESTRUCTURA

Las ruedas abrasivas están compuestas por la unión de dosmateriales: uno abrasivo y otro aglomerante ó liga.

El material abrasivo está representado por innumerablesgranos de gran dureza y aristas vivas, siendo ellos los que

efectúan el trabajo de corte. El aglomerante tiene comomisión de unir fuertemente los granos abrasivos, formandouna masa única compacta ligada con sol idez.

En la construcción de las muelas se mezclan los granos deabrasivo del tamaño conveniente en forma de polvo, con elaglutinante adecuado. Luego se moldea la masa obtenida, sela somete a grandes presiones, y luego se procede a susecado y cocido en horno eléctrico, proceso l lamadovitrificación.



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Proceso de fabricación de muelas abrasivas



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Imagen de microscopio de granos abrasivos aglomerados



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En la elección de una rueda abrasiva para un tipo de trabajo,la estructura tiene una marcada influencia en el proceso demecanizado. Para ello, deben considerarse los siguientesfactores, que se hallan estrechamente vinculados en el

proceso de fabricación de la rueda abrasiva:

1.- La clase de abrasivo, dureza, forma y tamaño de grano

2.- La clase de liga y la consistencia del aglomerante

3.- La estructura ó porosidad de la rueda



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MUELAS: ABRASIVOS

Los abrasivos empleados en las muelas son de tres clases:

1.- Silicosos (carborundo ó carborundum) el carburo de Si(SiC) se obtiene industrialmente por fusión de una mezcla de

carbón de coque, arena de cuarzo, sal común y aserrín demadera. Se descompone a 2200 °C bajo la volatilización delSi y la separación del C en forma de grafito.

Resiste casi todos los agentes químicos, tiene un coeficientede dilatación muy pequeño y es muy buen conductor delcalor. Su dureza es de 9,6 en la escala de Mohs, y se lo usapara trabajar materiales blandos como latón, aluminio, cobre,fundición de hierro, bronce blando, mármol, goma, etc., dadoque los granos se rompen con facilidad.



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MUELAS: ABRASIVOS

2.- Aluminosos (corindón) puede ser natural ó artificial. Elcorindón natural es un óxido de Al casi puro (95%), y se loencuentra en Rusia y Canadá. Esta alúmina cristalizada(Al2O3), cuando se presenta en la naturaleza impurificada,forma el esmeril , que se compone de un 55% de Al2O3 + 30%

OFe + 10% NHSi + 4% OTi. Su dureza Mohs es 9.El corindón artificial ó corundum se obtiene por fusión de labauxita (alúmina hidratada) en hornos eléctricos, y su durezaMohs es 9,5. Los granos de corindón mezclados con un 25%de arcilla de cuarzo ó feldespato y cola ó vidrio soluble, se

moldean en forma de disco a 1400 °C. Se los utiliza paratrabajar materiales duros como aceros de cualquier tipo,bronce duro, fundición maleable e hierro forjado, dado queson más blandos pero más tenaces que los de SiC.



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MUELAS: ABRASIVOS

Óxido de Aluminio y Carburo de Silic io



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MUELAS: ABRASIVOS

3.- Carburo de Boro (B4C) se obtiene fundiendo a 2600 °Cuna mezcla de carbón de coque, petróleo y ácido bóricoanhidro. Es el más duro de todos los productos abrasivosartificiales.

Soporta presiones tres veces mayores que el SiC y es másrefractario, resistiendo temperaturas superiores a 2000 °C sindescomponerse.

El carburo de boro en polvo se emplea en lugar del diamantepara pulir metales duros, perforar monturas para piedraspreciosas, etc., siendo el mejor abrasivo para bruñir cortadoras de metal duro.



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MUELAS: ABRASIVOS

4.- Diamante es el producto natural abrasivo másimportante, pues al estar compuesto de C puro, es el materialmás duro de la naturaleza. Como abrasivo, sirve para trabajar materiales duros y fuertemente esmerilantes, manteniendo

por mucho t iempo su poder cortante, debido a su dureza.Las muelas con un contenido de diamante (diamantadas)están conformadas por un aglutinante metálico que le otorgagran consistencia; las esquirlas de diamante representan elgrano abrasivo. Tiene poder cortante aún con las más finasgranulaciones (1/50 mm.); no se calientan y no pierden el filo.

Son especialmente adecuadas para amolar las plaquetas demetal duro (carburo metálico).



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MUELAS: ABRASIVOS

Dureza, grado ó calidad el grado de una rueda abrasiva esla medida de la dureza de la misma. La dureza del grano esuna medida de su resistencia contra el desgaste mecánico, yvaría con la estructura, cantidad y naturaleza del aglomerante

que se utilice en su fabricación. Se denomina con letrasdesde la E hasta la Z.

Forma y tamaño del grano el tamaño de grano desempeñaun papel importante en la obtención del acabado deseado decualquier superficie que se esté trabajando.

El número empleado para designar los tamaños de granocorresponde al número de mallas por pulgada lineal de lacriba por donde ha de pasar.



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MUELAS: ABRASIVOS

Escala de dureza NORTON para ruedas abrasivas



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MUELAS: ABRASIVOS

Los granos muy finos, dada la imposibilidad de obtenerlospor cribado, se clasifican por precipitación en el fondo de unrecipiente, contando el tiempo que tardan en sedimentar.

Puestos en suspensión en un líquido, se depositarán en el

fondo a más ó menos velocidad según su tamaño: primerolos más gruesos y después los más pequeños.

Este fenómeno se emplea para clasificar los abrasivos degrano < 200, y se dice que un abrasivo es de “ dos minutos”

cuando el polvo de esmeril se deposita entre los segundos120 y 121.

Los granos aún más finos se seleccionan por ventilación.



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MUELAS: ABRASIVOS

Clasificación de los granos abrasivos según su tamaño



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MUELAS: ABRASIVOS

La distribución de los granos dentro de la muela abrasivadetermina que en una rueda de granos gruesos entran menor cantidad de granos, pero que son más grandes que unarueda de granos f inos.

Fuera del tamaño del grano, su forma influye en el procesoabrasivo. Aquellos abrasivos que forman cantos filosos yaristas son muy valiosos para su acción eficaz.

Los granos cúbicos y los puntiagudos no se separan ni en lamolienda ni en la malla, sino que queda una mezcla de ellos.Si para un uso especial se necesitaren granos cúbicos, seseparan por sedimentación.



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MUELAS: ABRASIVOS

El granulado influye sobre el rendimiento del procesoabrasivo y sobre la calidad superficial de la pieza, de lasiguiente manera:

Granulado basto gran rendimiento – superficies ásperas

Granulado fino pequeño rendimiento – superficies lisas

Por lo tanto, el grano de las muelas de desbaste deberá ser

mayor que el grano que en las muelas de acabado.



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MUELAS: AGLOMERANTES

El aglomerante ó aglutinante es un cemento conocido con elnombre de “ l iga” , y tiene la misión de mantener los granosabrasivos unidos, formando un cuerpo macizo que es lamuela ó piedra abrasiva.

Constituye la parte más importante de la piedra esmeril,puesto que el secreto de una buena rueda abrasiva no estátanto en la elección del grano y su dureza, sino en laverdadera consistencia del ligante.

Debe ser los suficientemente fuerte para retener firmemente

los granos mientras están actuando como herramienta decorte en miniatura, pero también debe ser lo suficientementeelástico para permitir la penetración de los granos cortantesen la pieza que se trabaja.



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El cemento a emplearse debe resistir también a la fuerzacentrífuga que se desarrolla durante el giro de la muela, y a lavez, debe tener resistencia a la temperatura.

Las propiedades de la liga influyen en el proceso abrasivo,

por lo que se utilizan para la liga materiales diferentes deacuerdo a la clase de trabajo, pues la elección delaglomerante se rige por el tipo de proceso abrasivo.

Los cementos más usados se confeccionan con caucho

vulcanizado, silicato de soda, magnesita, goma laca y aceitede linaza, y los procedimientos de liga más utilizado son elvitrificado a 1300 °C, la aglomeración del silicato a 1300 °C Yla aglomeración elástica a baja temperatura.



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La clase del material de los cementos que se utilizan tienediferentes orígenes: cerámico, vegetal, mineral y metálico.

La materias principales de la liga cerámica son arcil la, caolín,feldespato y cuarzo, y suman el 75% de los aglutinantes.

Las materias vegetales provienen de plantas: goma laca,caucho, bakelita, resinas sintéticas, etc.

Las materias minerales consisten en cementos de magnesiaó si licatos, sea para esmeri lado en seco ó húmedo.

Las materias metálicas están hechas de metal duro, y tienengran resistencia. Se las usa con pequeñas cantidades dediamante.



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MUELAS: ESTRUCTURA Y POROSIDAD

Se llama estructura de una muela abrasiva a la manera deestar en ella distribuidos los granos abrasivos, el materialaglutinante y los poros, huecos, intersticios ó espacioslibres. El grado de una rueda abrasiva depende de la relacióncuantitativa de esos tres componentes y de su distribución.

El grado de porosidad juega un papel importante, puesnormalmente la suma de los huecos de los poros es menosdel 50% del volumen de la rueda, y la cavidad de los poros nopasa el volumen del grano abrasivo.

Los poros tienen la misma importancia que las cavidades delas limas, sierras ó fresas



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La naturaleza de la estructura de las muelas se designa connúmeros romanos:

Compacta I, II, III; media IV, V, VI; porosa VII, VIII, IX

Una estructura es porosa ó esponjosa cuando los poros sonmayores que un estructura compacta. Estos espacios libresson de magnitud variable según el trabajo a que se destine lamuela. Cuanto más compacta sea la estructura de la muela,

mejor y más fino resultará el acabado y pul ido de la pieza.Materiales blandos muela muy porosaMateriales duros muela muy compacta



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Las grandes superficies de contacto dan lugar a un rápidodesgaste de granos, por lo cual se exigen muelas blandas.

Las ruedas con estructura densa, como tienen poros más

pequeños, se gastan perdiendo el filo prematuramente yantes que las ruedas porosas. Esto provocó el desarrollo deruedas altamente porosas, en las cuales las cavidades de losporos ocupan el 75% del volumen de la piedra.

La estructura altamente porosa se parece a un panal, y lasruedas con esta estructura trabajan muy bien materialesblandos que tienden a “ empastarse” , además de aminorar elgrado de calentamiento entre pieza y piedra.



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Clase de rueda abrasiva según el material a trabajar



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Para el necesario equilibrio de una muela abrasiva, es muyimportante que haya una gran uniformidad del grano y losporos, pues si se hace uso de refrigerantes durante eltrabajo, éste es absorbido por los poros, y si la distribuciónno es uniforme, la absorción irregular puede derivar en undesequilibrio de la muela en su rotación.

Esto puede dar lugar a vibraciones perjudiciales cuando sedeban obtener superficies con elevado grado de acabadosuperficial.

Esta dificultad es obviada en cierta medida dejando la muelasumergida por varias horas en un líquido refrigerante antesde uti lizarla.



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MUELAS: FORMAS CONSTRUCTIVAS

Las piedras abrasivas para aplicar a las máquinasrectificadoras, amoladoras y afiladoras de herramientas decorte, están construidas en forma de sólidos de revolución:cil índricas, cónicas, de vaso ó copa, tronco cónicas, etc.

Comúnmente, las más generalizadas para los trabajoscorrientes están construidas en forma de discos, los quepueden llegar hasta 3 metros de diámetro y hasta 300 mm. deespesor.

La forma y el tamaño de las ruedas abrasivas dependen de laclase de trabajo a realizar, y se hallan normalizadas yseleccionadas por letras mayúsculas según la norma DIN 69102.



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MUELAS: MONTAJE Y EQUILIBRADO

En todas las muelas es de suma importancia el detalle de sufijación al árbol que ha de darle el movimiento de rotación,pues la mayoría de las veces la “ explosión” ó rotura de lasmisma tiene su origen en defectos de montaje.

Esta fijación no es una cuestión que pueda resolverse decualquier modo, sino que es preciso tomar precaucionesespeciales para que quede bien centrada y sujetada, evitandoal mismo tiempo el peligro de que la misma sujeción larompa, pues la misma tuerca que la aprieta puede quebrarla,

si su presión es excesiva.

Antes de sujetarla, suele comprobarse si la muela está rajadamediante una prueba de sonido.



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Luego deber ser equilibrada mediante balanceado, montandola muela sobre su eje y apoyando éste sobre rodi lloscil índricos rectificados completamente horizontales.

Si la muela gira por sí sola pendulando, hay que quitarle pesode la parte inferior ó agregarlo a la parte superior justo en lavertical, por medio masa de equil ibrado ó contrapesos.

La muela quedará equilibrada, si al dejarla en cualquier posición, no se mueve ni gira. No obstante, una vez montada

en la máquina correspondiente, deberá recibir el balanceofinal antes de empezar a trabajar.



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Prueba, equil ibrado y montaje de muelas



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La sujeción de la muela en el árbol de la máquina puedehacerse según dos procedimientos:

a.- Directamente sobre el árbol porta muelas se emplea enaquellas máquinas donde la muela permanece montada hasta

su desgaste completo. La muela se coloca entre dos discos óplatillos metálicos del mismo diámetro, que se aprietanmediante tuercas de cierre, y entre los discos y la rueda seinterponen arandelas elásticas de cartón, fieltro, goma, fibra,caucho ó plástico, para evitar presiones distintas debido asuperficies irregulares.

El agujero que l leva el buje de la muela se mandrinaráexactamente a la medida del árbol donde va acoplada, paraasegurar un juego máximo de 0,05 mm.



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b.- Indirectamente por medio de discos ó platillos métodoempleado para muelas de gran diámetro, que suelen tener unagujero central donde encajan dos platos, donde uno de ellosajusta sobre el árbol de la máquina, y luego ambos platos seaprietan contra la muela mediante una corona de torni llos.

El centrado automático del disco metálico que ajusta sobre elárbol de la máquina es conseguido gracias al extremo troncocónico del árbol de montaje.



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MUELAS: PROTECCION

Las piedras abrasivas generalmente giran a altas velocidadesproduciendo fuerzas centrífugas que aumentan con la mismavelocidad tangencial, llegando a desintegrarse finalmente sisu estructura ya no resiste dicha fuerza centrífuga.

En consecuencia, es preciso resguardar al operador de lamáquina mediante protecciones adecuadas y reglamentariaspara evitar accidentes, los cuales están provocados por:

1) Exceso de velocidad de rotación

2) Presión de sujeción excesiva, sobre todo en muelasdelgadas.



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MUELAS: PROTECCION



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AMOLADORAS O ESMERILADORAS Amoladoraportátil



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AMOLADORAS O ESMERILADORAS

Amoladorasfijas debanco



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AMOLADORAS O ESMERILADORAS

Amoladorasfijas de pedestal

y de banco



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METODOS DE ESMERILADO Y RECTIFICADO

Rectificado ó amolado longitudinal ó plano para obtener superficies planas. Puede ser basto ó de desbaste, parasuperficies de apoyo y de afinado ó acabado para superficiesde deslizamiento. El husi llo de la máquina puede ser verticalú horizontal, y la mesa porta piezas, rectangular ó circular.

Las superficies esmeriladas planas pueden obtenerse con lacara frontal de la muela (esmerilado plano frontal), ó con lacara periférica de la misma (esmerilado plano tangencial).

En el esmerilado plano tangencial, apto para superficies

largas y estrechas, la superficie de contacto entre pieza ymuela resulta mucho menor que en caso frontal; por lo que,los rendimiento son más reducidos, pero el acabado y laterminación superficial son mejores.



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Esmerilado planofrontal y tangencial



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Esmerilado plano frontal y tangencial ó de superficie



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Esmeriladoplano

frontal conrectificadora

de eje vertical



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Rectificado ó amolado cilíndrico exterior para trabajar cuerpos de revolución cilíndricos de superficies exteriores, lageneratriz de la muela debe confundirse con la del cilindro agenerar.

Durante el proceso de rectificado cilíndrico exterior, tanto lamuela como la pieza que se trabaja realizan movimientos degiro, y el movimiento de avance longitudinal puede ser realizado por la pieza (tipo “NORTON”) ó por la muela (tipo“LANDIS”).

Para el caso del rectificado exterior de forma, la mueladeberá tener el perfil de la pieza acabada.



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Rectificado cilíndrico exterior



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Rectificado ó amolado cónico exterior para esmerilar superficies cónicas exteriores, el eje longitudinal de la piezadebe presentarse oblicuamente al eje de la muela, de modotal que la generatriz del cono coincida con la línea decontacto de la muela.

Las superfic ie cónicas pueden lograrse de dos maneras:

1) Por desplazamiento del cabezal porta piezas

2) Por desplazamiento del cabezal porta muelas




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Rectificado cónico exterior entre puntas




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Para la obtención de superficies de conicidad suave, la mesade la máquina puede girar horizontalmente sobre su ejevertical, y debe estar en posición oblicua con respecto del ejede la pieza que gira colocada entre puntas, disposiciónidéntica que para el torneado de superficies cónicas. La

muela se desplaza obl icuamente al eje de la pieza.

Para la obtención de superficies de conicidad fuerte, la mesapermanece fija, mientras que el cabezal porta piezas ocupauna posición oblicua con respecto al eje del cabezal porta

muela, pues éste último se puede girar horizontalmentesobre su eje vertical. Tanto la pieza como la muela obtiene elmovimiento de rotación mediante sendos motores eléctricosindividuales.




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Rectif icado cónico exterior al vuelo




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Rectificado ó amolado cilíndrico interior resulta de mayor dificultad que el rectificado cilíndrico exterior, debido que alfi jarse las piezas “ al vuelo” , el centrado es más difícil.

Las piezas que pueden girar durante el esmerilado interior se

trabajan en una máquina de rectificar de interiores, con losmismos cuatro movimiento que el rectificado exterior:

- Movimiento de giro del cabezal porta muela- Movimiento de giro del cabezal porta pieza

- Avance longitudinal del cabezal porta muela- Avance de profundidad del cabezal porta muela




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Las piezas que no pueden girar durante el esmerilado interior se trabajan en una máquina de rectificar de interiores,provista de un husi llo porta muela de movimiento compuestoó planetario, el cual puede realizar varios movimientos:

- Movimiento de corte de la muela (rotación)

- Movimiento de avance lateral

- Movimiento de avance en profundidad

- Movimiento de rodadura en el interior del agujero, llamadoplanetario ó excéntrico




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Rectificado cilíndrico

interior




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Rectificado cilíndrico

interior




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Rectificado ó amolado cónico interior las piezas tambiénse montan al vuelo, valiendo todas las consideracionesefectuadas para el caso cilíndrico interior, ya que losmovimientos son los mismos.

El órgano porta piezas está fijo a la bancada pero orientableangularmente. También puede efectuarse el rectificado plano,orientando el eje porta piezas perpendicularmente al eje delhusi llo porta muelas, girándolo 90°.

Con el cabezal rectificado denominado aparato universal derectificar montado sobre el charriot de un torno, se puederectificar el punto de la contrapunta del mismo sindesmontarlo, y también el rectif icado interior.




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Rectificado cónico interior




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Otras operaciones de recti ficado

- Rectificado combinado cil índrico y plano por accióntangencial y frontal

- Rectificado cilíndrico interno en cavidades con rebajes(cajeado) por acción plana lateral simultánea

- Rectificado simultáneo de superficies cilíndricas interioresde dos agujeros de distinto diámetro

- Rectificado de forma de superficies perfiladas, roscadas ódentadas




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Otras operacionesde rectif icado




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El concepto general de rectificado de forma es que si lasuperficie a rectificar tiene escalones ó perfiles curvos, senecesita una muela que tenga la forma igual a la parte arectificar, tallada al perfil de la pieza a producir, ó una muelanormal sujeta a seguir sucesivamente todos los puntos del

perfi l a engendrar.

Los rectificados perfilados pueden ser ejecutados sobrepiezas desbastadas, ó directamente sobre barras de materiaprima normal.




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Ejemplos derectificadode forma




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Rectificado de dientes de ruedas dentadas el esmeriladode los flancos de los dientes de los engranajes cilíndricosrectos y helicoidales con muelas, se utiliza para aumentar laexactitud del perfil de evolvente de círculo después deltratamiento térmico de temple, suprimiendo la deformación

plástica provocada por éste.Puede realizarse de dos maneras:

1.- Esmerilado de forma el eje de la muela es paralelo al ejedel engranaje a rectificar, presentando sucesivamenteprimero los flancos derechos y después los izquierdos frentea una muela de forma apropiada. El perfil que debe tener lamuela depende del módulo del engranaje y de su número dedientes




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2.- Esmerilado por rodamiento l lamado también degeneración ó MAAG. Los planos activos de las muelas deplato se confunden con los de una cremallera fija sobre lacual se imagina que rodaría el engranaje a recti ficar.

La pieza presenta sucesivamente sus diferentes flancos en elplano axial de la cremallera abrasiva, animada de unmovimiento de rodadura sobre ésta última. La denominaciónde cremallera abrasiva proviene de la disposición de lasmuelas y de su forma de actuar, pues ellas se comportancomo produciendo una evolvente de círculo.

El rectificado por rodamiento puede efectuarse también conuna sola muela, a condición de que tenga los mismosmovimientos.




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Rectif icado de chaveteros,estriados y dientes de

ruedas dentadas




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Muela de rectificado de engranajes para un diente

Muela de rectificadocontinuo para

engranajes




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Rectificado de roscas aplicable a roscas en piezastempladas muy duras, con exigencia de gran exactitud dentrode tolerancias normalizadas y muy buena calidad superfic ial.Se utilizan muelas de un solo perfil ó de perfiles múltiples:




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La pieza, sea montada al vuelo ó entre puntas, debe girar lentamente (1 - 2 m/minuto), mientras la muela lo hace a granvelocidad (30 – 50 m/segundo) montada sobre un carro portamuelas. El eje de la muela está inclinado según el ángulo dela hélice de la rosca, y el carro porta muelas está animado de

un movimiento de avance paralelo al eje, reproduciendo elpaso de la rosca.

Cuando se trata de una rosca interior, el rectificado se tornadificultoso y largo, debido al desgaste rápido de las muelas

perfiladas; porque forzosamente deben tener diámetropequeño, y porque el montaje al vuelo también resultadesfavorable.




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Dispositivosperfiladores

pararectificadode roscas

AFILADO DE HERRAMIENTAS DE CORTE



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La necesidad de poder afilar racionalmente las herramientasde corte indispensables para el trabajo de máquinasherramientas, sobre todo cuando están hechas de metalesduros (carburo de W), ha hecho necesaria la construcción demáquinas rectificadoras especiales para este fin, llamadas

afiladoras universales.

Mediante esta máquina pueden hacerse muchos y diversostrabajos típicos de afilado de fresas, herramientas de torno,brocas helicoidales, escariadores, creadoras, etc.




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Af iladora UniversalTerminología




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Af iladora

Universal




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Af iladoraUniversal




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Afiladora UniversalMovimientos característicos




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Af ilado de herramientas detorno y fresas




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Af iladode fresa

cilíndricafrontal yde fresacreador




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Afiladoras varias




103

Af iladora manual debrocas helico idales




104

Af iladora manual debrocas helicoidales

AFILADO DE HERRAMIENTAS DE CORTEAfilado



105

Af ilado

de brocashelicoidales




106

Af iladora de sierras de disco




107

Afiladora de sierras de disco


Afil d



108

Af iladora

para fresas




109Forma de las muelas para afiladora universal




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Af ilado de escariadoreshelicoidales




111

Af ilado de escariadoreshelicoidales




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Af ilado de f resas cónicas




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Af ilado de fresas cónicas




114

Af ilado de fresasde perfil constante




115

Af ilado de fresasde perfil constante

RECTIFICADORAS: PRINCIPALES TIPOS



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Teniendo en cuenta su uso, las máquinas rectificadoraspueden clasificarse de acuerdo con el siguiente criterio:

a.- Rectificadoras para piezas cilíndricas exteriores

b.- Rectificadoras para piezas cilíndricas interiores

c.- Rectificadoras universalesd.- Rectificadoras planas horizontales

e.- Rectificadoras verticales

f.- Rectif icadoras sin centros

g.- Recti ficadoras especiales

h.- Recti ficadoras especiales para automotores

RECTIFICADORAS: PRINCIPALES TIPOS



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RECTIFICADORAS PARA PIEZAS CILINDRICAS

La máquina de rectificar superficies exteriores de revolución



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La máquina de rectificar superficies exteriores de revolucióncilíndricas y cónicas pueden compararse al torno paralelo decil indrar entre puntas, que en vez de herramientas de cuchillausa muelas cilíndricas. Los mecanismos que la integran son:

a.- Mesa desplazable y orientable

b.- Bancada guía del carro porta muela

c.- Cabezal porta piezas

d.- Carro cabezal porta muela

e.- Pieza colocada entre puntas

f.- Muela abrasiva

g.- Bancada ó base

RECTIFICADORAS PARA PIEZAS CILINDRICAS1: Bancada 2: Mesa

3: Cabezal por ta muelas



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3: Cabezal por ta muelas

4: Cabezal por ta piezas5: Cabezal de la contrapunta6: Motor del cabezal porta muelas7: Transmis ión árbol de trabajo8: Variador de velocidades de mesa9: Muela cilíndrica10: Volante para movim. transversal11: Dispositi vo contorneador

12: Motor auxiliar disp. contorneador 13: Marcha/parada motor auxiliar 14: Selector alim. mov. penetración15: Tambor graduado penetración16: Selector velocidad desplaz. mesa17: Motor eléctrico accionam. mesa18: Topes limitadores carrera mesa19: Palanca inversión vaivén mesa

20: Palanca inversión movim. mesa21: Palanca marcha/parada mesa22: Protecciones guía bancada23: Palanca control si st. lubricación




120

Cabezal porta muelas


Cabezal porta piezas



121

p p




122

Rectificadora cilíndricade exteriores de mesa móvi l




123

Paraexteriores


Para



124

exteriores


Para



125

exteriores




126

Paraexteriores




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Paraexteriores




128

Paraexteriores


El órgano porta muela con motor propio puede desplazarse



129

g p p p p ptransversalmente sobre las guías de la bancada para hacer que penetre la muela en la pieza.

El órgano porta piezas con motor propio está fijado junto conla caja de velocidades a la parte superior de la mesa en el

extremo izquierdo, la cual descansa sobre el carro portamesa. Debajo de la mesa porta piezas hay una cremalleraque, atacada por un piñón, hace desplazarla definiendo elavance. Este movimiento puede hacerse a mano paraacercar, para luego embragar el movimiento automático.

En los extremos de cada carrera, topes limitadores provocanel cambio de sentido de giro del piñón y, por lo tanto, lainversión del sentido de movimiento de la mesa.


En las rectificadoras cilíndricas para exteriores, existe la



130

pposibilidad de ejecutar pequeñas superficies planas también,como es el frenteado de las superficies laterales del cubo deuna rueda dentada. En tal caso, se utiliza una muela de copatrabajando de punta ó lateralmente.

Para rectificar superficies cónicas suaves (conos largos),ellos se ejecutan sobre máquinas rectificadoras cilíndricasexteriores con mesa móvi l, la cual gira en un plano horizontalpivotando alrededor de un eje vertical junto con el cabezal, lacontrapunta y la pieza.

La rectificación de conos fuertes (cortos) puede realizarsepor giro del cabezal porta muela en el plano horizontal.

RECTIFICADORAS PARA PIEZAS CILINDRICASRectificadocilíndrico



131

exterior




132

Detalles de cabezalesporta piezas a cojinetes

Filmatic y Gerard


El ajuste de la penetración de la muela es



133

conseguido mecánicamente por un dispositivoautomático, el cual permite obtener valoresvariables según la clase de trabajo a realizar. Elincremento del avance se efectúa al final de cadainversión del desplazamiento de la mesa.

Este disposit ivo está formado por:

R: ranura de ajusteC: trinqueteB1: tope fijoB2: tope móvi l

2: palanca regulable0: eje de articulación




134

La contextura de la mesa es similar a la de una máquinafresadora en su aspecto exterior, ranurada en T y conbandeja de aceite, llevando en su parte inferior las guías dedeslizamiento y una cremallera atornillada a lo largo, en elcaso que se trate de una máquina con desplazamientomecánico. También puede serlo a cadena.

En caso de una máquina de impulsión hidráulica, la mesa sehalla sol idaria al pistón.

Normalmente, la mesa es de fundición y perfectamenterectificada, con un error admisible en su planicie de 0,02mm., según norma DIN 8630.




135

Mesa de la rectificadoracilíndrica


Las máquinas para rectificar superficies internas, llamadas

f f



136

frecuentemente rectificadoras de agujeros, son comparablesa un torno exclusivamente equipado para trabajos al vuelo, yen la cual la contrapunta no existe.

En el principio de la generación de la superficie interna, la

generatriz activa ó cortante de la muela se confunde con lageneratriz de la superficie a obtenerse.

Esta máquina está capacitada para recti ficar agujeros, con lacara tangencial de la muela, y superficies planas, con una delas caras laterales de la muela. Pueden tener deslizable

longitudinalmente el cabezal porta piezas (máquinaspequeñas) ó el cabezal porta muelas (máquinas pesadas).


Para

i t i



137

interiores


Para

i t i



138

interiores


En el cabezal de la muela va dispuesto el husillo con susji t di t l l t d l l l



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cojinetes correspondientes, y la muela montada al vuelo, lacual recibe el movimiento principal de rotación.

El cabezal porta piezas posee un plato giratorio de sujeción ysu movimiento lo proporciona un motor eléctrico propio que,mediante un sistema de engranajes, puede disponer diversosnúmeros de revoluciones.

La mesa de la máquina soporta el cabezal porta muelas y dalugar al movimiento longitudinal. El avance en profundidad

puede ser realizado tanto por el cabezal porta piezas comopor el cabezal porta muelas.


Existen además otras formas de máquinas para rectificar i t i ll d d i i t l t i d d l l



140

interiores llamadas de movimiento planetario, donde la muelaademás de girar a gran velocidad en torno a su eje, posee unmovimiento circular alrededor de un eje excéntrico llamadode rodadura, para aquellas piezas que no puedan girar.

El movimiento planetario se obtiene por medio de unmecanismo de transmisión a tornillo sin fin y ruedahelicoidal. La disposición del eje de trabajo puede ser horizontal ó vertical.

La máquina de rectificación de cilindros de motores deautomóviles se basa en el citado mecanismo.

RECTIFICADORAS PARA PIEZAS CILINDRICASRectificadora cilíndrica

de interiores de movimiento

planetario



141

planetario

RECTIFICADORAS UNIVERSALES

Son aquellas que están capacitadas tanto para rectificación

interior como exterior cilíndrica y cónica y también plana



142

interior como exterior, cilíndrica y cónica, y también plana,sin necesidad de desmontar la pieza. Su concepciónconstructiva estriba en la combinación operativa de lasmáquinas para exteriores e interiores.

En estas máquinas, es posible someter a una pieza a dosoperaciones simultáneas de rectificado, para lo cual habráque regular las velocidades de ambas muelas, como asítambién las carreras útiles de trabajo.

En la practica, las rectificadoras universales están equipadaspara rectificación de conicidades y de pequeñas superficiesplanas, con eje vertical y movimiento planetario.




143




144

RECTIFICADORAS PARA SUPERFICIES PLANAS

Están concebidas para el mecanizado de superficies debuena corrección geométrica de estado excelente de planeo



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buena corrección geométrica, de estado excelente de planeo,para conseguir dimensiones exactas debido a la posibilidadde arrancar material con seguridad y rapidez, con sobreespesores inferiores al corte mínimo de viruta.

Estas exigencias imponen:

a.- Estabilidad rigurosa del eje de la muela.b.- Ausencia de vibraciones por medio de un equilibrioesmerado de lo órganos de rotación rápida.

c.- Suavidad y precisión de los movimientos de traslación yde cambios de marcha.

RECTIFICADORAS PARA SUPERFICIES PLANAS



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Rectif icadoras planas horizontal y vertical

RECTIFICADORAS PLANAS HORIZONTALES

Las rectificadoras planas horizontales son muy parecidas a

las fresadoras; trabajan con la superficie cilíndrica de la



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las fresadoras; trabajan con la superficie cilíndrica de lamuela en forma tangencial, y se construyen con mesalongitudinal rectangular ó con mesa circular redonda.

El husillo de la muela está dispuesto horizontalmente y es

paralelo a la superficie de la mesa, siendo accionado por unmotor individual y desplazable en altura, a fin de proveer elmovimiento de penetración.

La mesa longitudinal desliza sobre la bancada, en la que se

encuentra el mecanismo de accionamiento mecánico óhidráulico, y posee movimientos de avance longitudinalrectilíneo alternativo y transversal.




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La particularidad de este sistema de esmerilado tangencial es

que, siendo muy pequeña la superficie de contacto entrei l l di i t d d ió



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q y p q ppieza y muela, se alcanzan rendimientos de producciónreducidos, pero una gran finura en el acabado superfic ial.

El esmerilado tangencial se presta especialmente para el

acabado de superficies largas y estrechas, y generalmentelas piezas se sujetan sobre la mesa por adherenciaelectromagnética. La muela se monta en el extremo delhusil lo del cabezal porta muelas al vuelo.

Todos los movimientos, tanto los de la mesa como los delcabezal porta muelas, pueden ser accionados manualmentemediante volantes de maniobra, para acercamientos.

RECTIFICADORAS PLANAS VERTICALES

Estas máquinas se construyen con el árbol porta muelas

dispuesto verticalmente, teniendo la mesa igual que lastifi d l h i t l



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rectificadoras planas horizontales.

Dado que se utilizan para superficies largas y muy pesadas,se adopta el criterio de mesa fija y pieza inmóvil, y carro

cabezal porta muelas móvil y corredizo.

Por la característica de la acción frontal de la muela, quetrabaja por una de sus caras, la superficie de contacto entremuela y pieza, al contrario que en las tangenciales, es muy

grande, por lo que las potencias absorbidas son muyelevadas.




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158




159




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161


En este tipo de máquinas, se util izan mucho muelas de vaso,

de taza ó de sectores segmentados, las cuales se prestan enespecial para el esmerilado de planos interrumpidos y de



162

especial para el esmerilado de planos interrumpidos y desuperficies accidentadas. El diámetro de la muela debe ser mayor que el ancho a esmerilar, y dada la gran superficie decontacto, deben usarse muelas blandas.

El cabezal porta muelas y sus órganos integrantes, debeconsiderarse como el alma de estas máquinas. Se desplazaverticalmente sobre las guías del montante, y susmovimientos de rotación, ascenso y descenso se aseguran

con motores independientes. Puede también inclinarseligeramente en el plano vertical, para rectificados cóncavos.


Cabezalcon muela

segmentada



163

RECTIFICADORAS SIN CENTROS

Estas máquinas poseen una técnica que permite el

rectificado de superficies de revolución exteriores / interioressobre piezas que no están sujetadas ó apoyadas por sus



164

sobre piezas que no están sujetadas ó apoyadas por susextremos, y que no necesitan estar centradas.

Este procedimiento es empleado por excelencia en la

fabricación rápida y en serie, y no es indispensable que lapieza que se va a rectificar se encuentre completamentecilíndrica al comenzar el trabajo, pudiendo estar ovalada.

Una ventaja importante, en particular para piezas largas, es

que este método evita las vibraciones; su funcionamiento essencillo y su rendimiento es muy alto.

RECTIFICADORAS SIN CENTROS A: base P: piezaB: muela operadoraC: muela conducida



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Estas máquinas están constituidas por tres elementos

esenciales: la muela de corte, la muela de arrastre y avance yla placa apoya piezas, que es una regleta de acero templado



166

p p y p , q g pla cual se puede graduar verticalmente, y sobre la cualdescansa la pieza a trabajar.

En el conjunto pieza – herramienta, la pieza se encuentra

prisionera entre ambas muelas y la regleta de apoyo que estásituada entre aquellas. Durante el trabajo, la muela de corteen giro hace presión sobre la pieza, obligándola a apoyarsesobre la muela de arrastre la cual, por fricción, imprime a lapieza un movimiento de rotación y traslación simultáneos.

La pieza gira lentamente apoyada y guiada en la placa deapoyo, siendo esmerilada por la rueda mayor de corte.




167

Rectif icado sin centrosPrincipio de funcionamiento


La muela pequeña de arrastre rueda con velocidad periférica

menor que la rueda grande y frena el movimiento de rotaciónque ésta última transmite a la pieza, reduciéndola al número



168

que ésta última transmite a la pieza, reduciéndola al númerode revoluciones que se desea, consiguiendo un rectificadoregulado de la pieza.

Las revoluciones de las muelas deben coordinarse en formaadecuada, pues de ello depende la precisión del trabajo. Laplaca de apoyo debe ponerse a punto según sea el diámetrode la pieza que se recti fica, de manera que quede a la alturade los centros de ambas muelas. De esta manera, el eje

geométrico de la pieza queda más alto, posición favorablepara este método de rectificación.


Rectif icado sin centros

Vistas frontal y superior



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Rectif icado sin centros – Representación esquemática




171

Rectif icado sin centros


La muela de arrastre ó rodillo conductor está compuesta de

abrasivo de grano fino aglomerado con caucho, pero puedeser también de metal liviano, ya que éstas solo sirve para



172

alinear la pieza en las confrontaciones de la generatriz de lamuela de corte.

La muela de corte gira a la velocidad normal que se empleaen cualquier máquina rectificadora (30 – 35 m/s), mientrasque la muela de arrastre lo hace en un campo de 20 – 250rpm, siendo esta velocidad directamente proporcional aldiámetro de la pieza a recti ficar:

n (pieza) = D (rueda arrastre)/d (pieza)


Rectificadosin centros



173

sin centrosRevoluciones

de la pieza




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En la rectificación sin centros, se distinguen dos métodos:

a.- Método discontinuo ó en penetración se utiliza cuandono es posible que puedan juntarse dos piezas consecutivas



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no es posible que puedan juntarse dos piezas consecutivasentre las dos muelas, por la forma de las piezas. Las muelastienen sus ejes paralelos.

En este procedimiento el movimiento de avance de la piezaestá suprimido, y la muela de arrastre solamente impulsa a lapieza contra la muela de corte, hasta obtenerse el diámetrodeseado. Después de terminada la operación de rectificado,

debe expulsarse la pieza acabada para situar la siguientemediante dispositivo de alimentación manual ó automático.


Para rectif icar conos, la rueda portante debe ajustarse de tal

modo que la superficie de arrastre forme con la muela unaboca cónica. Si la conicidad fuera fuerte, la muela de arrastrey la de corte deberán ser rectificadas a cónicas y el chanfle



181

y la de corte deberán ser rectificadas a cónicas, y el chanflede apoyo de la regleta deberá ajustarse por el valor de lamitad del ángulo cónico.

También pueden trabajarse piezas con perfiles ó de forma. Entales casos, las muelas de corte y arrastre han de ser torneadas con herramienta de diamante, de manera tal queambos perfiles coincidan exactamente entre sí en dirección

axial. El cabezal porta rueda de arrastre deberá de ser susceptible de desplazamiento en dicha dirección.


b.- Método continuo ó en “ enfilada” llamado también

rectificación pasante, las piezas pasan por la máquina unatras otra sin interrupción durante el trabajo: cada pieza siguea la que le precede para entrar a su vez en el campo de corte



182

a la que le precede, para entrar a su vez en el campo de corte.

El principio de funcionamiento es obtenido mediante lamuela de arrastre – avance situada en posición incl inada. La

pieza es empujada contra la muela de corte la cual, junto conla regleta de guía y mediante un dispositivo de avance yretroceso, expulsan la pieza alimentando así a la máquina.

El avance de penetración debe incrementarse poco a pocotras algunas pasadas, y para mejorar la redondez y la calidad

superficial, se dará a la pieza una ó más pasadas sin avancede penetración (fogueo).

RECTIFICADORAS SIN CENTROSRectificadosin centros

Métododiscontinuo



183

Rectificadosin centros

Métodocontinuo


La rectificación cilíndrica interior sin centros es menos

favorable y más difícil de realizar que la de exteriores, pues lafijación al aire y el centrado de la pieza en la máquinaocasiona considerables problemas por no poder usar puntas.



184

ocasiona considerables problemas por no poder usar puntas.

Las piezas de paredes gruesas se pueden sujetar en platosnormales de tres mordazas, y las de paredes delgadas debentener una sujeción especial, de tal manera que no pierdan suforma debido a la presión ejercida por las mordazas.

Más dificultades se originan cuando el límite del diámetro dela rueda de corte es muy reducido, debido al diámetro del

agujero a rectificar, lo que origina velocidades de rotaciónaltísimas (20.000 – 40.000 rpm).




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Rectif icado sin centros de interiores

PROCESOS CON ABRASIVOS RECUBIERTOS

Los ejemplos más comunes son los papeles de lija y esmeril,

que presentan granos más puntiagudos que los de lasmuelas abrasivas. La mayoría son de óxido de aluminio,carburo de sil icio y zirconia.



186

carburo de sil icio y zirconia.

Los granos se depositan electrostáticamente sobre los

materiales flexibles de respaldo (papel, algodón, polyester,rayón, polinyton), y la matriz (recubrimiento) es resinosa.

Se consiguen comercialmente en forma de hojas, bandas ydiscos. La precisión depende del tamaño de grano uti lizado.




187

Representación esquemática de un abrasivo recubierto


Un ejemplo de estos procesos es el lijado con banda,

util izado para remoción rápida de material con buen acabadosuperficial.



188

Ha llegado a ser un proceso importante de producción,llegando a sust ituir al rectif icado en algunos casos.

Se utilizan tamaños de grano de 16 a 1500, y las velocidadesde banda están comprendidas entre 700 y 1800 m/min.

BRUÑIDO, LAPIDADO Y SUPER ACABADO

El campo de posibilidades del maquinado por acción de

esmerilado está dado por el grado de acabado de lassuperficies.



189

Con este término se designan gran número de métodos detrabajos mecánicos de alta precisión, cuyo objeto es mejorar

una superfic ie ya rectificada. Ellos son:

- Bruñido (honning)

- Lapidado ó lapeado (lapping)

- Súper acabado ó levigación (superfinish)


Valores mínimos de extracción de virutas

Torneado µ = 5 a 10



190

Rectificado µ = 1 a 4

Lapidado µ = 0,1 a 0,2

Súper acabado µ = 0,05 a 0,1

BRUÑIDO

El bruñido es un proceso de terminación con arranque de

viruta el cual, con el uso de un material abrasivo duro,permite lograr en una pieza rectificada previamente, laelevación de la precisión y calidad superficial, además de



191

mejorar la macro geometría (cil indricidad, planicidad,redondez, etc.).

Produce un suavizamiento de las partes altas en los valles dela superficie rectificada, dando un acabado altamentereflectivo. La operación utiliza bauxita sinterizada y uncompuesto lubricante viscoso filtrado, para dar una acciónde corte más suave y eliminar el material que se hayadesprendido.

BRUÑIDO

Generalmente utilizado en la mayoría de los casos para

terminación de diámetros interiores, este tipo de trabajoconsiste en alisar y mejorar la superficie con relieves y/osurcos unidireccionales por medio de piedras bruñidoras.



192

Es muy utilizado en la fabricación de camisas de motores,

bielas, diámetros interiores de engranajes, etc.El bruñido es una operación de acabado de la superficie, nouna operación de modif icación de la geometría en bruto.

Las herramientas que se uti lizan en el bruñido se denominanpiedras o barretas abrasivas.

BRUÑIDO



193

Herramienta para el bruñido de cilindros

BRUÑIDO

La piedra o barreta abrasiva va montada en un cabezal

expansible con una rotación de izquierda a derecha, y unavance con carrera vertical ascendente y descendente igualal largo del material a bruñir. Está compuesta de granos de

b i fi t ñ d tá t 80 600



194

abrasivo fino, cuyo tamaño de grano está entre 80 y 600.

Superfic ie de una pieza bruñida

BRUÑIDO

En los últimos tiempos, el bruñido ha l legado a ser un

proceso mejor descrito como acabado de orificios, dada lacantidad de arranque logrado y el incremento substancial delos porcentajes alcanzados.



195

Dado que los puntos de corte de los granos de abrasivo debruñido son muy pequeños y cortan simultáneamente, elcalor y la tensión generada en la pieza de trabajo nuncallegan a concentrarse. Como resultado, el proceso dañamínimamente la superficie bruñida, que queda excelente.

La elección de tamaño de grano de abrasivo determina el

acabado superficial obtenido.

BRUÑIDO: VENTAJAS DEL PROCESO

- Buen acabado superficial (0,63-0,04 µm).

- Se produce un endurecimiento superficial debido a lasdislocaciones generadas por la deformación.

- Se pueden obtener tolerancias estrechas y precisiones .



196

Se pueden obtener tolerancias estrechas y precisiones .

- Mejora las propiedades mecánicas de la pieza lograndoalargar la vida útil de la pieza. Aumenta la resistencia aldesgaste ya que en el bruñido se igualan las crestas y losvalles.

- Corrige los defectos que se hayan podido producir en lasoperaciones previas de maquinado, como pueden ser

cil indricidad, redondez, planicidad, etc.

BRUÑIDO: VENTAJAS DEL PROCESO

- Las piezas de las herramientas son intercambiables además

el mantenimiento resulta sencillo y fácil, en cuanto al cambiode herramienta se realiza de forma rápida dando lugar a unahorro de tiempo y un aumento de productividad.



197

- Reducción la rugosidad, eliminando las crestas dejadas por operaciones de mecanizado previo, eliminando los puntos

donde se inic ian las grietas de fatiga y la corrosión .

- Inducción de un estado de tensiones fuertementecompresivo en las capas mas externas del material,dificultando la propagación de las grietas de la fatiga que

deberían superar el campo de tensiones compresivas parapoder crecer.

BRUÑIDO

Superficiebruñida



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BRUÑIDO: CONDICIONES DEL PROCESO

- Debe existir un buen acabado superficial en la superficiepre maquinada de la pieza a tratar (en torno a 3,2-6,3 µm) y nodebe tener desgarraduras, ni estrías, ni presencia de viruta.- La superficie pre maquinada debe estar bien dimensionada.Al bruñir el diámetro se reduce y se debe controlar este



199

Al bruñir el diámetro se reduce y se debe controlar estefactor para obtener la pieza dentro de la toleranciadimensional.

- En el caso de piezas cilíndricas huecas el espesor de lapieza a bruñir será superior al 20% del diámetro interior, parapoder soportar la fuerza compresiva del bruñido.- Es necesario utilizar fluidos que actúen como refrigerante,para permitir la transferencia de calor generado, y como

lubricantes para disminuir la fricción entre herramienta ypieza.

BRUÑIDO DE INTERIORES

La herramienta consiste en una especie de escariador de

diámetro graduable y provisto de piedras abrasivasdenominado bruñidor, el cual se fija al husi llo de la máquina.Es necesario colocarlo de forma coaxial por medio de uncabezal pendular



200

cabezal pendular.

Al bruñir se producen dos movimientos de la herramienta

que se solapan: un movimiento giratorio [Vu], de 15-90m/min., y un movimiento lineal alternativo [Va].

Con estos dos movimientos se evita que un mismo granorepita la misma trayectoria sobre la superficie. Al producirseel cambio de sentido de la carrera se obtienen las marcas

típicas de estrías cruzadas en ángulo.




201


Proceso de bruñido interior en

camisas de cilindros dede block de motor



202

BRUÑIDO DE EXTERIORES

En este caso la pieza se sujeta entre puntos y se la hace girar mientras la herramienta realiza un movimiento longitudinaloscilatorio variable. Con estos dos movimientos volvemos aevitar que un mismo grano repita la misma trayectoria sobrela superficie como en el caso del bruñido interior.



203

p

LAPIDADO

El lapidado ó lapeado (lapping) es un procedimiento de

trabajo obtenido mediante la uti lización de una pastamoldeable formada por cristales abrasivos. Las superficiesson obtenidas con un grado de pulimento tal, que lassuperficies lapeadas llegan a establecer un asiento tan



204

superficies lapeadas llegan a establecer un asiento tanperfecto que forma la l lamada junta de estanqueidad

perfecta.La desaparición de marcas, rayas ó estrías dejadas en larectificación es posible, empleando granos cada vez másfinos, y operando con una abundante lubricación: aceiteligero para metales blandos y aceros dulces, gas oil parafundición, y petróleo para acero templado.

LAPIDADO

Las diferencias esenciales entre lapidado y rectificado

estriban en la velocidad y en la trayectoria de corte delabrasivo: 20 – 30 m/s para el rectificado, 20 a 30 m/min en ellapidado. La trayectoria del abrasivo es una curva que seencuentra a sí misma gracias a un movimiento de zig zag la



205

encuentra a sí misma, gracias a un movimiento de zig zag, lacual engendra superficies lapidadas planas y cilíndricas.

El útil de lapidar tiene la forma de un cilindro, y se hallamontado en el extremo del eje de la máquina. Para lageneración de superfic ies planas lapidadas, el abrasivo trazauna serie de curvas paralelas en forma de 8. Para lageneración de superficies cilíndricas lapidadas, el abrasivotraza hélices de pasos contrarios, con un ángulo de 30°.

LAPIDADO

Cuando el lapeado se realiza manualmente se emplea unaplaca plana estriada, extendiendo polvo de esmeril sobre lasuperficie de la placa, para después frotarla contra la pieza alapear con un movimiento irregular, rotatorio, y quizás enforma de ocho para que el desgaste sea uniforme.



206

Placa pequeña dehierro fundido para

lapeado manual


Trayectorias abrasivas derectificado, lapidado y

súper acabado en superfic iesplanas, cilíndricas y cónicas



207

LAPIDADO DE SUPERFICIES CILINDRICAS

Útiles de lapidar para cavidades

cilíndricas interiores



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LAPIDADO DE SUPERFICIES PLANAS

El lapidado de superficies planas sobre máquina, se realizaaprisionando la pieza entre dos platos abrasivos (platosmuelas), y un dispositivo jaula con aberturas para introducir las piezas. Los platos mencionados son de abrasión y defundición, teniendo sus giros en sentido contrario.



209

Dentro de las aberturas de la jaula se colocan las piezas a

trabajar, la cual se halla unida a un plato excéntrico. De estamanera, al iniciarse el trabajo, el citado dispositivo jaulaestará animado de dos movimientos alternativosperpendiculares en el mismo plano.

También puede ejecutarse sobre esta máquina el lapidado depequeños ejes cil índricos.

LAPIDADO DE SUPERFICIES PLANAS



210

Lapidado de superficies planas

PROCESO DE LAPIDADO DE SUPERFICIES PLANAS



211

a: La partícula empieza a introducirse en la superficie de la muestra.b: La partícula rueda y extrae un f ragmento del material de la muestra por percusión. Debido al "efecto de martilleo" se producen deformacionesimportantes en el material de la muestra.c: La partícula sigue rodando sin tocar ya la superficie de la muestra.Cuando la partícula vuelve a pasar de nuevo sobre la muestra, es extraído

un nuevo fragmento, mas pequeño o mas grande, en función de la formade la partícula.

VENTAJAS DEL BRUÑIDO SOBRE EL LAPIDADO

- Grandes arranques de material

- Ciclos de tiempo más rápidos

Mejora de la rugosidad superficial



212

- Mejora de la rugosidad superficial

SUPER ACABADO

El súper acabado (superfinish) es un procedimiento queutiliza como herramienta muelas de grano muy fino que

trabajan empleando líquido abundante y reduciendo poco apoco la acción de los cristales abrasivos hasta formar unacapa protectora, apenas la operación alcanza un cierto gradode perfección en el acabado de superficies



213

de perfección en el acabado de superficies.

El líquido de frotación empleado está formado por un polvoabrasivo muy fino mezclado con aceite, y el fin de este tipode terminación es el de mejorar las cal idades de unasuperficie, suprimiendo irregularidades y eliminando lasmarcas dejadas por el rectificado en forma tal, que hace que

disminuya el rozamiento entre dos superficies en contactodeslizante, y mejorando la resistencia al desgaste.

SUPER ACABADO

Particularmente, const ituye la operación final de arranque dematerial mediante la cual las piezas adquieren el tamaño

deseado dentro de las tolerancias más estrechas deexactitud, y con el acabado más fino que pueda obtenersepor cualquier otro proceso mecánico conocido.



214

Si bien este proceso es muy costoso, la superficie resultantequeda perfectamente lisa cuando los puntos más elevados(crestas) han sido eliminados, y no hay ya reflejos de luz. Talsuperficie recibe el nombre de abrillantado mate.

Las operaciones posibles con estas máquinas se extienden aajustes deslizantes y giratorios de alta precisión, superficies

planas, cilíndricas y cónicas exteriores e interiores, yacabado interior de cilindros de motores a pistón.

SUPER ACABADO

Este método hace posible conseguir una alta calidad deacabado superficial sobre piezas rotacionalmente simétricas

con prácticamente cualquier tipo de material. La estructurade la superficie es mejorada en la gama de hasta 0.004 µm.

El súper acabado elimina la estructura amorfa del material



215

El súper acabado elimina la estructura amorfa del material,también llamada “ suavidad superficial” . Esta capa es

normalmente de 0.002 a 0.008 mm. de espesor, y se creadebido a las altas temperaturas generadas por las muelas derectificado.

Solamente son eliminadas las crestas de rugosidad; la

geometría de la pieza permanece inalterada.

SUPER ACABADO

Diferencias entre rectif icadoy diferentes métodos

de súper acabado



216

de súper acabado

SUPER ACABADO



217

Procesos de súper acabado tradicional y sin centros

SUPER ACABADOMáquinade súper

acabar



218

LAPIDADO VS. SUPER ACABADO

Resumen

Lapidado Se ejecuta con facilidad en los agujeros

Implica una trayectoria curva en zig zag



219

Es más antiguo y menos preciso que el

súper acabado

Súper Se ejecuta con facilidad en los ejes Acabado

Implica una trayectoria rectilínea

alternativa de débil amplitud y grancadencia (1 a 5 mm.)

OTROS PROCESOS CON ABRASIVOS

- Pulido convencional

- Pulido químico mecánico

- Electro pulido



220

- Pulido con campos magnéticos

- Abrillantado

- Desbarbado

OTROS PROCESOS CON ABRASIVOS



221

Pulidoras

TRABAJO CON ABRASIVOS: VELOCIDADES DE CORTE

Mater ial de la muela Velocidad de corte (m/s)

Silicato 20 – 25

Carborundo 22 – 30



222

Cerámica 25 – 35

Elásticos (caucho, goma) 40 – 50

Baquelita 45 - 50


Mater ial de la pieza Velocidad de corte (m/s)

Acero templado 20 – 25

Acero normalizado 30 – 35



223

Fundición, bronce y latón 26 - 30

Aluminio y metales livianos 16 - 20

Nota: rectificado cilíndrico exterior con muelas cerámicas ó

al sil icato.




Acero normalizado y fundición 22 – 28



224

Bronce, latón y aluminio 16 - 20

Nota: muelas cerámicas ó al silicato, de forma copa y asegmentos.

Afilado de herramientas con lubrorefrigeración 25 a 30 m/s



Acero y fundición 25 – 20

Aluminio 20 – 25



225

Nota: rebabado y desgrosado con muelas cerámicas ó al

silicato.

Acero y fundición 40 – 50

Nota: muelas con aglomerante de bakelita




Acero normalizado 18 - 12,5



226

Fundición 11,2 – 18

Latón 12,5 – 20

Aluminio 25 a 40

Nota: máquinas rectificadoras con movimiento planetario




227

Velocidades relativas pieza – muela




228

Penetración de la muela

TRABAJO CON ABRASIVOS: POTENCIA MOTRIZ



229

GRACIAS POR VUESTRA ATENCION



230

Ing. Guillermo Castro

Super Acabado

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