DIFERENCIA ENTRE:
Máquina es un conjunto de elementos móviles y fijos cuyo
funcionamiento posibilita aprovechar, dirigir, regular o transformar energía, o
realizar un trabajo con un fin determinado.
Maquinaria (del latín machinarĭus) Se le denomina al conjunto de
máquinas que se aplican para un mismo fin y al mecanismo que da movimiento a un
dispositivo.
Mecánica parte de la física que estudia el movimiento y el
equilibrio de los cuerpos, así como de las fuerzas que los producen.
TORNO:
Se denomina torno (del latín
tornus, y este del griego τόρνος, giro, vuelta)1 a un conjunto de máquinas y
herramientas que permiten mecanizar, roscar, cortar, trapeciar, agujerear,
cilindrar, desbastar y ranurar piezas de forma geométrica por revolución. Estas
máquinas-herramienta operan haciendo girar la pieza a mecanizar (sujeta en el
cabezal o fijada entre los puntos de centraje) mientras una o varias
herramientas de corte son empujadas en un movimiento regulado deavance contra
la superficie de la pieza, cortando la viruta de acuerdo con las condiciones
tecnológicas de foto mecanizado adecuadas. Desde el inicio de la Revolución
industrial, el torno se ha convertido en una máquina básica en el proceso
industrial de mecanizado.
La herramienta de corte va montada
sobre un carro que se desplaza sobre unas guías o rieles paralelos al eje de
giro de la pieza que se tornea, llamado eje X; sobre este carro hay otro que se
mueve según el eje Y, en dirección radial a la pieza que se tornea, y puede
haber un tercer carro llamado charriot que se puede inclinar, para hacer conos,
y donde se apoya la torreta portaherramientas. Cuando el carro principal
desplaza la herramienta a lo largo del eje de rotación, produce el cilindradode
la pieza, y cuando el carro transversal se desplaza de forma perpendicular al
eje de simetría de la pieza se realiza la operación denominada refrentado.
Los tornos copiadores, automáticos
y de control numérico llevan sistemas que permiten trabajar a los dos carros de
forma simultánea, consiguiendo cilindrados cónicos y esféricos. En el caso de
los tornos paralelos, llevan montado un tercer carro, de accionamiento manual y
giratorio, llamado charriot, sujeto al carro transversal. Con el charriot
inclinado a los grados necesarios es posible mecanizar conos. Encima del
charriot va fijada la torreta portaherramientas.
Los materiales con los que se
pueden mecanizar piezas en los tornos, pueden ser diversos, desde el acero y el
hierro de fundición entre los de mayor dureza; el bronce y el latón, más
blandos; alcanzando a tornear hasta los más plásticos como el nylon y el
grilón, por ejemplo.
Tornos antiguos
La existencia de tornos está
atestiguada desde al menos el año 850 a. C. La imagen más antigua conocida se
conserva en la tumba de un sumo sacerdote egipcio llamado Petosiris (siglo IV
a. C.). 2
Durante siglos los tornos
funcionaron según el sistema de "arco de violín". En el siglo XIII se
inventó el torno de pedal y pértiga flexible, que tenía la ventaja de ser
accionado con el pie en vez de con las manos, con lo cual estas quedaban libres
para otras tareas. En el siglo XV surgieron otras dos mejoras: la transmisión
por correa y el mecanismo de biela-manivela.
Tornos mecánicos
Torno paralelo de 1911, cuyas
piezas mostradas son:
a. Bancada.
b. Carro.
c. Cabezal.
d. Rueda de retroceso.
e. Polea de conos para la
transmisión desde una fuente externa de energía.
f. Plato.
g. Cigüeña.
h. Husillo.
Al comenzar la Revolución
industrial en Inglaterra, durante el siglo XVII, se desarrollaron tornos
capaces de dar forma a una pieza metálica. El desarrollo del torno pesado
industrial para metales en el siglo XVIII hizo posible la producción en serie
de piezas de precisión:
años 1780: Jacques de Vaucanson
construye un torno con portaherramientas deslizante.
hacia 1797: Henry Maudslay y David
Wilkinson mejoran el invento de Vaucanson permitiendo que la herramienta de
corte pueda avanzar con velocidad constante.
1820: Thomas Blanchard inventa el
torno copiador.
años 1840: desarrollo del torno
revólver.
En 1833, Joseph Whitworth se
instaló por su cuenta en Mánchester. Sus diseños y realizaciones influyeron de
manera fundamental en otros fabricantes de la época. En 1839 patentó un torno
paralelo para cilindrar y roscar con bancada de guías planas y carro
transversal automático, que tuvo una gran aceptación. Dos tornos 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.En 1850 se ubicó
en la Ferrería de San Blas de Sabero, León, fábrica de hierro perteneciente a
la Sociedad Palentina-Leonesa de Minas, un torno para tornear los cilindros de
laminación de los trenes laminadores, actualmente está expuesto en el Museo de
la Siderurgia y Minería de Castilla - León en Sabero en el mismo lugar donde se
ubicó hace más de 160 años.
Pero en 1839 fue J. G. Bodmer quien
tuvo la idea de construir tornos verticales. A finales del siglo XIX, este tipo
de tornos eran fabricados en distintos tamaños y pesos. El diseño y patente en
1890 de la caja de Norton, incorporada a los tornos paralelos, dio solución al
cambio manual de engranajes para fijar los pasos de las piezas a roscar.
Torno moderno de control numérico.
El torno de control numérico es un
ejemplo de automatización programable. Se diseñó para adaptar las variaciones
en la configuración de los productos. Su principal aplicación se centra en
volúmenes de producción medios de piezas sencillas y en volúmenes de producción
medios y bajos de piezas complejas. Uno de los ejemplos más importantes de
automatización programable es el control numérico en la fabricación de partes
metálicas. El control numérico (CN) es una forma de automatización programable
en la cual el equipo de procesado se controla a través de números, letras y
otros símbolos. Estos números, letras y símbolos están codificados en un
formato apropiado para definir un programa de instrucciones para desarrollar
una tarea concreta. Cuando la tarea en cuestión cambia, se cambia el programa
de instrucciones. La capacidad de cambiar el programa hace que el CN sea
apropiado para volúmenes de producción bajos o medios, dado que es más fácil
escribir nuevos programas que realizar cambios en los equipos de procesado.
El primer desarrollo en el área del
control numérico lo realizó el inventor norteamericano John T. Parsons
(Detroit, 1913-2007), junto con su empleado Frank L. Stulen, en la década de
1940. El concepto de control numérico implicaba el uso de datos en un sistema
de referencia para definir las superficies de contorno de las hélices de un
helicóptero.
Tipos de tornos
Actualmente se utilizan en la industria
del mecanizado varios tipos de tornos, cuya aplicación depende de la cantidad
de piezas a mecanizar por serie, de la complejidad de las piezas y de la dureza
de las piezas.
Torno horizontal
El torno paralelo o mecánico es el
tipo de torno que evolucionó partiendo de los tornos antiguos cuando se le
fueron incorporando nuevos equipamientos que lograron convertirlo en una de las
máquinas herramientas más importante que han existido. Sin embargo, en la
actualidad este tipo de torno está quedando relegado a realizar tareas poco
importantes, a utilizarse en los talleres de aprendices y en los talleres de
mantenimiento para realizar trabajos puntuales o especiales.
Para la fabricación en serie y de
precisión han sido sustituidos por tornos copiadores, revólver, automáticos y
de CNC. Para manejar bien estos tornos se requiere la pericia de profesionales
muy bien calificados, ya que el manejo manual de sus carros puede ocasionar
errores a menudo en la geometría de las piezas torneadas.
Torno copiador
Se llama torno copiador a un tipo
de torno que operando con un dispositivo hidráulico y electrónico permite el
torneado de piezas de acuerdo a las características de la misma siguiendo el
perfil de una plantilla que reproduce una réplica igual a la guía.
Este tipo de tornos se utiliza para
el torneado de aquellas piezas que tienen diferentes escalones de diámetros,
que han sido previamente forjadas o fundidas y que tienen poco material
excedente. También son muy utilizados estos tornos en el trabajo de lamadera y
del mármol artístico para dar forma a las columnas embellecedoras. La
preparación para el mecanizado en un torno copiador es muy sencilla y rápida y
por eso estas máquinas 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 un sistema de
lubricación y refrigeración eficaz del filo de corte de las herramientas
mediante abundante aceite de corteo taladrina.
Torno revólver
El torno revólver es una variedad
de torno diseñado para mecanizar piezas sobre las que sea posible el trabajo
simultáneo de varias herramientas con el fin de disminuir el tiempo total de mecanizado.
Las piezas que presentan esa condición son aquellas que, partiendo de barras,
tienen una forma final de casquillo o similar. Una vez que la barra queda bien
sujeta mediante pinzas o con un plato de garras, se va taladrando, mandrinando,
roscando o escariando la parte interior mecanizada y a la vez se puede ir
cilindrando, refrentando, ranurando, roscando y cortando con herramientas de
torneado exterior.
El torno revólver lleva un carro
con una torreta giratoria en la que se insertan las diferentes herramientas que
realizan el mecanizado de la pieza. También se pueden mecanizar piezas de forma
individual, fijándolas a un plato de garras de accionamiento hidráulico.
Torno automático
Se llama torno automático a un tipo
de torno cuyo proceso de trabajo está enteramente automatizado. La alimentación
de la barra necesaria para cada pieza se hace también de forma automática, a
partir de una barra larga que se inserta por un tubo que tiene el cabezal 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 realizando una parte del mecanizado
de la pieza. Como los husillos van cambiando de posición, el mecanizado final
de la pieza resulta muy rápido porque todos los husillos mecanizan la misma
pieza de forma simultánea.
La puesta a punto de estos tornos
es muy laboriosa y por eso se utilizan principalmente para grandes series de
producción. El movimiento de todas las herramientas está automatizado por un
sistema de excéntricas y reguladores electrónicos que regulan el ciclo y los
topes de final de carrera.
Un tipo de torno automático es el
conocido como "cabezal móvil" o "tipo suizo" (Swiss type),
en los que el desplazamiento axial viene dado por el cabezal del torno. En estas
máquinas el cabezal retrocede con la pinza abierta, cierra pinza y va generando
el movimiento de avance de la barra para mecanizar la pieza mientras las
herramientas no se desplazan axialmente. Los tornos de cabezal móvil tienen
también la peculiaridad de disponer de una luneta o cañón que guía la barra a
la misma altura de las herramientas. Por este motivo es capaz de mecanizar
piezas de gran longitud en comparación a su diámetro. El rango de diámetros de
un torno de cabezal móvil llega actualmente a los 38 milímetros de diámetro de
barra, aunque suelen ser máquinas de diámetros menores. Este tipo de tornos
pueden funcionar con levas o CNC y son capaces de trabajar con tolerancias muy
estrechas.
Torno vertical.
El torno vertical es una variedad
de torno, de eje vertical, diseñado para mecanizar piezas de gran tamaño, que
van sujetas al plato de garras u otros operadores y que por sus dimensiones o
peso harían difícil su fijación en un torno horizontal.
Los tornos verticales no tienen
contrapunto sino que el único punto de sujeción de las piezas es el plato
horizontal sobre el cual van apoyadas. La manipulación de las piezas para
fijarlas en el plato se hace mediante grúas de puente o polipastos.
Torno CNC
El torno CNC es un torno dirigido
por control numérico por computadora.
Ofrece una gran capacidad de
producción y precisión en el mecanizado por su estructura funcional y la
trayectoria de la herramienta de torneado es controlada por un ordenador que
lleva incorporado, el cual procesa las órdenes de ejecución contenidas en un
software que previamente ha confeccionado un programadorconocedor de la
tecnología de mecanizado en torno. Es una máquina que resulta rentable para el
mecanizado de grandes series de piezas sencillas, sobre todo piezas de revolución,
y permite mecanizar con precisión superficies curvas coordinando los
movimientos axial y radial para el avance de la herramienta.
La velocidad de giro de cabezal
portapiezas, el avance de los carros longitudinal y transversal y las cotas de
ejecución de la pieza están programadas y, por tanto, exentas de fallos imputables
al operario de la máquina.
Otros tipos de tornos
Además de los tornos empleados en
la industria mecánica, también se utilizan tornos para trabajar 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 de
funcionamiento totalmente diferentes de las de los tornos descritos en este
artículo.
Estructura del torno
El torno tiene cinco componentes
principales:
Bancada: sirve de soporte para las
otras unidades del torno. En su parte superior lleva unas guías por las que se
desplaza el cabezal móvil o contrapunto y el carro principal.
Cabezal fijo: contiene los
engranajes o poleas que impulsan la pieza de trabajo y las unidades de avance.
Incluye el motor, el husillo, el selector de velocidad, el selector de unidad
de avance y el selector de sentido de avance. Además sirve para soporte y
rotación de la pieza de trabajo que se apoya en el husillo.
Contrapunto: el contrapunto es el
elemento que se utiliza para servir de apoyo y poder colocar las piezas que son
torneadas entre puntos, así como otros elementos tales como portabrocas o
brocas para hacer taladros en el centro de los ejes. Este contrapunto puede
moverse y fijarse en diversas posiciones a lo largo de la bancada.
Carro portátil: consta del carro
principal, que produce los movimientos de la herramienta en dirección axial; y
del carro transversal, que se desliza transversalmente sobre el carro principal
en dirección radial. En los tornos paralelos hay además un carro superior
orientable, formado a su vez por tres piezas: la base, el charriot y la torreta
portaherramientas. Su base está apoyada sobre una plataforma giratoria para
orientarlo en cualquier dirección.
Cabezal giratorio o chuc: su
función consiste en sujetar la pieza a mecanizar. Hay varios tipos, como el
chuckindependiente de cuatro mordazas o el universal, mayoritariamente empleado
en el taller mecánico, al igual que haychucks magnéticos y de seis mordazas.
Equipo auxiliar
Se requieren ciertos accesorios,
como sujetadores para la pieza de trabajo, soportes y portaherramientas.
Algunos accesorios comunes incluyen:
Plato de sujeción de garras
universal: sujeta la pieza de trabajo en el cabezal y transmite el movimiento.
Plato de sujeción de garras
blandas: sujeta la pieza de trabajo en el cabezal a través de una superficie ya
acabada. Son mecanizadas para un diámetro específico no siendo válidas para
otros.
Centros o puntos: soportan la pieza
de trabajo en el cabezal y en la contrapunta.
Perno de arrastre: Se fija en el
plato de torno y en la pieza de trabajo y le transmite el movimiento a la pieza
cuando está montada entre centros.
Soporte fijo o luneta fija: soporta
el extremo extendido de la pieza de trabajo cuando no puede usarse la contrapunta.
Soporte móvil o luneta móvil: se
monta en el carro y permite soportar piezas de trabajo largas cerca del punto
de corte.
Torreta portaherramientas con
alineación múltiple.
Plato de arrastre :para amarrar
piezas de difícil sujeción.
Plato de garras independientes :
tiene 4 garras que actúan de forma independiente unas de otra.
Herramientas de torneado
Herramienta de metal duro soldada.
Las herramientas de torneado se
diferencian en dos factores, el material del que están constituidas y el tipo
de operación que realizan. Según el material constituyente, las herramientas
pueden ser de acero rápido, metal duro soldado o plaquitas de metal duro
(widia) intercambiables.
Herramientas para diversos
mecanizados
La tipología de las herramientas de
metal duro está normalizada 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 en la tabla más abajo.
Cuando la herramienta es de acero
rápido o tiene la plaquita de metal duro soldada en el portaherramientas, cada
vez que el filo se desgasta hay que desmontarla y afilarla correctamente con
los ángulos de corte específicos en una afiladora. Esto ralentiza bastante el
trabajo porque la herramienta se tiene que enfriar constantemente y verificar
que el ángulo de incidencia del corte este correcto. Por ello, cuando se
mecanizan piezas en serie lo normal es utilizar portaherramientas con plaquitas
intercambiables, que tienen varias caras de corte de usar y tirar y se
reemplazan de forma muy rápida.
Especificaciones técnicas de los
tornos
Principales especificaciones
técnicas de los tornos convencionales:
Capacidad
Altura entre puntos;
distancia entre puntos;
diámetro admitido sobre bancada o
volteo
diámetro admitido sobre escote;
diámetro admitido sobre carro
transversal;
ancho de la bancada;
longitud del escote delante del
plato liso.
Cabezal fijo
Diámetro del agujero del husillo
principal o paso de barra;
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 automático
(carro longitudinal)
recorrido del avance automático
(carro transversal).
Roscado
Gama de pasos métricos;
gama de pasos Whitworth;
gama de pasos modulares;
gama de pasos Diametral Pitch;
paso del husillo patrón.
Cabezal móvil
El cabezal móvil está compuesto por
dos piezas, que en general son de fundición. Una de ellas, el soporte, se apoya
sobre las guías principales del torno, sobre las que se puede fijar o trasladar
desde el extremo opuesto al cabezal. La otra pieza se ubica sobre la anterior y
tiene un husillo que se acciona con una manivela para el desplazamiento
longitudinal delcontrapunto, encajándolo con la presión adecuada en un agujero
cónico ciego, denominado punto de centrado, practicado sobre el extremo de la
pieza opuesto al cabezal fijo.
Motores
Potencia del motor principal
(habitualmente en kW);
potencia de la motobomba de
refrigerante (en kW).
FRESADORA
Una fresadora es una máquina
herramienta para realizar trabajos mecanizados por arranque de viruta mediante
el movimiento de una herramienta rotativa de varios filos de corte denominada
fresa.Mediante el fresado se pueden mecanizar los más diversos materiales, como
madera, acero, fundición de hierro, metales no férricos y materiales
sintéticos, superficies planas o curvas, de entalladura, de ranuras, de
dentado, etc. Además, las piezas fresadas pueden ser desbastadas o afinadas.2
En las fresadoras tradicionales, la pieza se desplaza acercando las zonas a
mecanizar a la herramienta, permitiendo obtener formas diversas, desde
superficies planas a otras más complejas.
Inventadas a principios del siglo
XIX, las fresadoras se han convertido en máquinas básicas en el sector del
mecanizado. Gracias a la incorporación del control numérico, son las
máquinas-herramienta más polivalentes por la variedad de mecanizados que pueden
realizar y por la flexibilidad que permiten en el proceso de fabricación. La
diversidad de procesos mecánicos y el aumento de la competitividad global han
dado lugar a una amplia variedad de fresadoras que, aunque tienen una base
común, se diferencian notablemente según el sector industrial en el que se
utilicen.3 Asimismo, los progresos técnicos dediseño y calidad en las herramientas
de fresar han posibilitado emplear parámetros de corte muy altos, lo que
conlleva una reducción drástica de los tiempos de mecanizado.
Debido a la variedad de mecanizados
que se pueden realizar en las fresadoras actuales, al amplio número de máquinas
diferentes entre sí, tanto en su potencia como en sus características técnicas,
a la diversidad de accesorios utilizados y a la necesidad de cumplir
especificaciones de calidad rigurosas, la utilización de fresadoras requiere de
personal cualificado profesionalmente, ya sea programador, preparador o
fresador.
El empleo de estas máquinas, con
elementos móviles y cortantes, así como líquidos tóxicos para la refrigeración
ylubricación del corte, requiere unas condiciones de trabajo que preserven la
seguridad y salud de los trabajadores y evitendaños a las máquinas, a las
instalaciones y a los productos finales o semielaborados.
Historia
La primera máquina de fresar se
construyó en 1818 y fue diseñada por el estadounidense Eli Whitney con el fin
de agilizar la fabricación de fusiles en el estado de Connecticut. Se conserva
en el Mechanical Engineering Museum de Yale. En la década de 1830, la empresa
Gay & Silver construyó una fresadora que incorporaba el mecanismo de
regulación vertical y un soporte para el husillo portaherramientas.
En 1848, el ingeniero americano
Frederick. W. Howe diseñó y fabricó para la empresa Robbins & Lawrence la
primera fresadora universal, que incorporaba un dispositivo de copiado de
perfiles. Por esas mismas fechas se dio a conocer la fresadora Lincoln, que
incorporaba un carnero cilíndrico regulable en sentido vertical. A mediados del
siglo XIX se inició la construcción de fresadoras verticales. Concretamente, en
el museo Conservatoire National des Arts et Métiers de París, se conserva una
fresadora vertical construida en 1857.
La primera fresadora universal
equipada con plato divisor que permitía la fabricación de engranajes rectos y
helicoidales fue fabricada por Brown & Sharpeen 1853, por iniciativa y a
instancias de Frederick W. Howe, y fue presentada en laExposición Universal de
París de 1867. En 1884, la empresa americana Cincinnati construyó una fresadora
universal que incorporaba un carnero cilíndrico posicionado axialmente.
En 1874, el constructor francés de
máquinas-herramienta Pierre Philippe Huré diseñó una máquina 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 realizar diferentes mecanizados con
variadas posiciones de la herramienta. Este tipo de cabezal, con ligeras
modificaciones, es uno de los accesorios más utilizados actualmente en las
fresadoras universales.
En 1938 surge la compañía
Bridgeport Machines, Inc. en Bridgeport, Connecticut, que en las décadas posteriores
se hace famosa por sus fresadoras verticales de tamaño pequeño y mediano.
Tipos de fresadoras
Las fresadoras pueden clasificarse
según varios aspectos, como la orientación del eje de giro o el número de ejes
de operación. A continuación se indican las clasificaciones más usuales.
Fresadoras según la orientación de
la herramienta
Dependiendo de la orientación del
eje de giro de la herramienta de corte, se distinguen tres tipos de fresadoras:
horizontales, verticales y universales.
Una fresadora horizontal utiliza
fresas cilíndricas que se montan sobre un eje horizontal accionado por el
cabezal de la máquina y apoyado por un extremo sobre dicho cabezal y por el
otro sobre un rodamiento situado en el puente deslizante llamado carnero. Esta
máquina permite realizar principalmente trabajos de ranurado, con diferentes
perfiles o formas de las ranuras. Cuando las operaciones a realizar lo
permiten, principalmente al realizar varias ranuras paralelas, puede aumentarse
la productividad montando en el eje portaherramientas varias fresas
conjuntamente formando un tren de fresado. La profundidad máxima de una ranura
está limitada por la diferencia entre el radio exterior de la 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 está orientado verticalmente, perpendicular a la mesa de trabajo.
Las fresas de corte se montan en el husillo y giran sobre su eje. En general,
puede desplazarse verticalmente, bien el husillo, o bien la mesa, lo que
permite profundizar el corte. Hay dos tipos de fresadoras verticales: las
fresadoras de banco fijo o de bancada y las fresadoras de torreta o de consola.
En una fresadora de torreta, el husillo permanece estacionario durante las
operaciones de corte y la mesa se mueve tanto horizontal como verticalmente. En
las fresadoras de banco fijo, sin embargo, la mesa se mueve sólo
perpendicularmente al husillo, mientras que el husillo en sí se mueve
paralelamente a su propio eje.
Una fresadora universal tiene un
husillo principal para el acoplamiento de ejes portaherramientas horizontales y
un cabezal que se acopla a dicho husillo y que convierte la máquina en una
fresadora vertical. Su ámbito de aplicación está limitado principalmente por el
costo y por el tamaño de las piezas que se pueden mecanizar. En las fresadoras
universales, como en las horizontales, el puente deslizante, conocido en el
argot como carnero, puede desplazarse de delante a atrás y viceversa sobre unas
guías.
Fresadoras especiales
Además de las fresadoras
tradicionales, existen otras fresadoras con características especiales que
pueden clasificarse en determinados grupos. Sin embargo, las formas
constructivas de estas máquinas varían sustancialmente de unas a otras dentro
de cada grupo, debido a las necesidades de cada proceso de fabricación.
Las fresadoras circulares tienen
una amplia mesa circular giratoria, por encima de la cual se 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 se
mecanizan piezas en el otro lado.
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 modelo, se define el movimiento de la herramienta que mecaniza la
pieza. Otras fresadoras copiadoras utilizan, en lugar de un sistema mecánico de
seguimiento, sistemas hidráulicos, electro-hidráulicos o electrónicos
En las fresadoras de pórtico,
también conocidas como fresadoras de puente, el cabezal portaherramientas
vertical se halla sobre una estructura con dos columnas situadas en lados
opuestos de la mesa. La herramienta puede moverse vertical y transversalmente,
y la pieza puede moverse longitudinalmente. Algunas de estas fresadoras
disponen también, a cada lado de la mesa, de sendos cabezales horizontales que
pueden desplazarse verticalmente en sus respectivas columnas, además de poder
prolongar sus ejes de trabajo horizontalmente. Se utilizan para mecanizar
piezas de grandes dimensiones.
En las fresadoras de puente móvil,
en lugar de moverse la mesa, se mueve la herramienta en una estructura similar
a unpuente grúa. Se utilizan principalmente para mecanizar piezas de grandes
dimensiones.
Una fresadora para madera es una
máquina portátil que utiliza una herramienta rotativa para realizar fresados en
superficies planas de madera. Son empleadas en bricolaje y ebanistería 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 dientes mayores y más espaciados que los que tienen las fresas para
metal.
Fresadoras según el número de ejes
Las fresadoras pueden clasificarse en
función del número de grados de libertad que pueden variarse durante la
operación de arranque de viruta.
Fresadora de tres ejes. Puede
controlarse el movimiento relativo entre pieza y herramienta en los tres ejes
de unsistema cartesiano.
Fresadora de cuatro ejes. Además
del movimiento relativo entre pieza y herramienta en tres ejes, se puede
controlar el giro de la pieza sobre un eje, como con un mecanismo divisor o un
plato giratorio. Se utilizan para generar superficies con un patrón cilíndrico,
como engranajes o ejes estriados.
Fresadora de cinco ejes. Además del
movimiento relativo entre pieza y herramienta en tres ejes, se puede controlar
o bien el giro de la pieza sobre dos ejes, uno perpendicular al eje de la
herramienta y otro paralelo a ella (como con un mecanismo divisor y un plato
giratorio en una fresadora vertical), o bien el giro de la pieza sobre un eje
horizontal y la inclinación de la herramienta alrededor de un eje perpendicular
al anterior. Se utilizan para generar formas complejas, como el rodete de una
turbina Francis.
Fresadora de seis ejes.
Estructura, componentes y
características
Estructura de una fresadora
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 la base, el cuerpo, la consola, el carro, la mesa, el puente y el
eje de la herramienta. La base permite un apoyo correcto de la fresadora en el
suelo. El cuerpo o bastidor tiene forma de columna y se apoya sobre la base o
ambas forman parte de la misma pieza. Habitualmente, la base y la columna son
de fundición aleada y estabilizada. La columna tiene en la parte frontal unas
guías templadas y rectificadas para el movimiento de la consola y unos mandos
para el accionamiento y control de la máquina.
La consola se desliza verticalmente
sobre las guías del cuerpo y sirve de sujeción para la mesa. La mesa tiene una
superficie ranurada sobre la que se sujeta la pieza a conformar. La mesa se
apoya sobre dos carros que permiten el movimiento longitudinal y transversal de
la mesa sobre la consola.
El puente es una pieza apoyada en
voladizo sobre el bastidor y en él se alojan unas lunetas donde se apoya el eje
portaherramientas. En la parte superior del puente suele haber montado uno o
varios tornillos de cáncamo para facilitar el transporte de la máquina. El
portaherramientas o portafresas es el apoyo de la herramienta y le transmite el
movimiento de rotación del mecanismo de accionamiento alojado en el interior
del bastidor. Este eje suele ser de acero aleado al cromo-vanadio para
herramientas.
Características técnicas de una
fresadora
Al seleccionar una fresadora para
su adquisición y para realizar trabajos con ella, deben tenerse en cuenta
varias características técnicas de la misma. El tamaño de las piezas a
mecanizar está limitado por las dimensiones de la superficie de la mesa y los
recorridos de los elementos móviles. Dependiendo de las operaciones a realizar,
puede ser necesaria la posibilidad de controlar varios ejes a la vez, como los
proporcionados por mesas giratorias o por cabezales divisores, o incluso
controlar estos ejes de forma automática por CNC, por ejemplo para realizar
contorneados. En función del material de la pieza, de las herramientas de corte
y de las tolerancias de fabricación requeridas, es necesario utilizar
diferentes velocidades de corte y de avance, lo que puede hacer necesaria la
posibilidad de operar con gamas de velocidades, con velocidades máximas y potencias
suficientes para lograr flexibilidad en el sistema de producción.
Los dispositivos electrónicos de
control, desde la visualización de cotas hasta el control numérico, permiten
aumentar laproductividad y la precisión del proceso productivo.
Además, una fresadora debe tener
dispositivos de seguridad, como botones de parada de emergencia (coloquialmente
conocidos como setas de emergencia), dispositivo de seguridad contra
sobrecargas (que consiste, bien en un embragueautomático que desacopla el movimiento
de la herramienta cuando se alcanza un límite de fricción o se vence la acción
de unos muelles, o bien en un sistema electrónico) y pantallas de protección
contra 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 la misma y las
necesidades de cimentación de la nave para que las vibraciones estén
controladas en niveles admisibles. Un buen funcionamiento de la máquina
requiere que sus holguras e imperfecciones dimensionales estén controladas y no
excedan de unas toleranciasdeterminadas, para lo cual se realizan inspecciones
periódicas. Por esta razón, las guías de los componentes deslizantes (como los
carros de mesa o el puente) habitualmente son trapezoidales o con forma de cola
de milano. Los husillos de accionamiento de los movimientos deslizantes son
husillos de bolas sin juego para disminuir las fuerzas de rozamiento y así
ralentizar el crecimiento de las holguras.
Equipamiento de una fresadora de
control numérico
Husillo de bolas sin juego del
movimiento longitudinal de la mesa.
Los equipamientos de serie y
opcionales que montan las fresadoras actuales varían mucho, en función de sus
prestaciones.
Respecto al manejo de la
información, hay que tener en cuenta el tipo de lenguaje de programación que se
puede utilizar, la capacidad de memoria de la máquina para un uso posterior de
los programas almacenados, así como la forma de introducir y modificar 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
transformando el movimiento rotacional de los servomotores mediante husillos de
bolas sin juego.
La CPU obtiene datos del programa y
de los sensores instalados, que permiten establecer una realimentación del
control de las operaciones. La precisión de estos sensores y la velocidad de
procesamiento de la CPU limitan la precisión dimensional que puede obtenerse.
El tipo de sensor utilizado ha evolucionado con el tiempo. En la actualidad se
utilizan mucho los sensores de efecto Hall, para controlar los desplazamientos
y giros realizados. Para controlar la posición del origen del sistema de
referencia de los movimientos realizados y el desgaste de la herramienta, se
utilizan uno o variospalpadores o sondas de medida. Un palpador es un
dispositivo con un vástago que acciona un pulsador al hacer contacto con la
pieza o con la mesa de la máquina. También puede establecerse el origen de
coordenadas realizando un contacto en movimiento de la herramienta con la zona
a mecanizar.
Además de los movimientos de la
pieza y de la herramienta, pueden controlarse de manera automatizada otros
parámetros como la herramienta empleada, que puede cambiarse desde un almacén
de herramientas instalado en la máquina; el uso o no de fluído refrigerante o
la apertura y cierre de las puertas de seguridad.
Visualizador de las cotas de los
ejes.
Existen varios accesorios que se
instalan en las fresadoras para realizar operaciones de mecanizado diferentes o
para una utilización con mayor rapidez, precisión y seguridad:13
Dispositivos de adición de ejes:
cabezal multiangular (permite orientar el eje del portaherramientas), divisor
universal con contrapunto y juego de engranes y mesa circular divisora.
Dispositivos para sujeción de
piezas: plato universal de 3 garras con contraplato; contrapunto y lunetas;
mordaza giratoria graduada; mordaza hidráulica.
Dispositivos para sujeción de
herramientas: ejes porta-fresas largos y cortos, eje porta-pinzas y juego de
pinzas.
Dispositivos para operaciones
especiales: aparato de mortajar giratorio, cabezal de mandrinar.
Dispositivos de control:
visualización digital de cotas y palpadores de medida.
Sujeción de herramientas
Almacén de ejes portafresas.
Según su mecanismo de sujeción al
portaherramientas, las fresas pueden clasificarse en: fresas con mango cónico,
con mango cilíndrico y para montar en árbol.
Las fresas con mango cónico, a
excepción de las fresas grandes, en general se montan al portaherramientas
utilizando un mandril o un manguito adaptador intermedio, cuyo alojamiento
tiene la misma conicidad que el mango de la fresa. Las conicidades utilizadas
suelen ser las correspondientes a los conos ISO o a losconos Morse, existiendo
también otros tipos menos utilizados en fresadoras como los conos Brown y
Sharpe.
Las fresas con mango cilíndrico se
fijan al portaherramienta utilizando mandriles con pinzas. Algunas tienen un
agujero en el mango y se fijan empleando mangos que se adaptan por un lado a la
fresa mediante un roscado o utilizando un eje prisionero y por el otro lado
disponen de un cono para montarse al husillo de la máquina.
Las fresas para montaje sobre árbol
tienen un agujero central para alojar el eje portaherramientas, cuyo diámetro
está normalizado. Disponen de un chaveteropara asegurar la rotación de la
herramienta y evitar que patine. Para posicionar axialmente estas fresas en el
eje, se emplean unos casquillos separadores de anchuras normalizadas. Además,
en caso de necesidad pueden montarse varias fresas simultáneamente en lo que se
denomina un tren de fresas. Para el cambio manual de los ejes portafresas se
recurre a sistemas clásicos de amarre con tirante roscado, pero cada vez es más
utilizado el apriete neumático o hidraúlico debido a la rapidez con la que se
realiza el cambio.
Las fresadoras de control numérico
incorporan un almacén de herramientas y disponen de un mecanismo que permite el
cambio de herramientas de forma automática según las órdenes programadas.
Para poder orientar la herramienta
existen varios tipos de dispositivos, como el cabezal Huré, el cabezal Gambin o
las platinas orientables.
Cabezal universal.
El cabezal vertical universal Huré
es un mecanismo que aumenta las prestaciones de una fresadora universal y es de
aplicación para el fresado horizontal, vertical, radial en el plano vertical,
angular (inclinado) en un plano vertical perpendicular a la mesa de la fresadora
y oblicuo o angular en el plano horizontal. Este mecanismo es de gran
aplicación en las fresadoras universales y no se utiliza en las fresadoras
verticales.
Consta de dos partes: la primera,
con el árbol portaherramientas, se une con la otra parte del cabezal según una
corredera circular inclinada 45º respecto a la horizontal, y la segunda se une
mediante una corredera circular vertical con la parte frontal de la columna de
la fresadora, donde se acopla al husillo principal de la máquina. El cabezal
está dispuesto para incorporarle herramientas de fresar, brocas y escariadores
mediante pinzas, portabrocas y otros elementos de sujeción de herramientas. La
velocidad de 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.
Sujeción de piezas
Mecanismo divisor universal.
Para conseguir una correcta
fijación de las piezas en la mesa de trabajo de una fresadora se utilizan
diversos dispositivos. El sistema de sujeción debe permitir que la carga y la
descarga de las piezas en la mesa de trabajo sean rápidas y precisas,
garantizar la repetibilidad de las posiciones de las piezas y su amarre con una
rigidez suficiente. Además, el sistema de sujeción empleado debe garantizar que
la herramienta de corte pueda realizar los recorridos durante las operaciones
de corte sin colisionar con ningún utillaje.
Existen dos tipos principales de
dispositivos de fijación: las bridas de apriete y las mordazas, siendo estas
últimas las más usuales. Las mordazas empleadas pueden ser de base fija o de
base giratoria. Las mordazas de base giratoria están montadas sobre un plato
circular graduado. Mordazas pueden ser de accionamiento manual o de
accionamiento hidráulico. Las mordazas hidráulicas permiten automatizar su
apertura y su cierre, así como la presión de apriete.4 Las mesas circulares,
los platos giratorios y los mecanismos divisores son elementos que se colocan
entre la mesa de la máquina y la pieza para lograr orientar la pieza en ángulos
medibles.
Además, hay otros dispositivos que
facilitan el apoyo como ranuras en V para fijar redondos o placas angulares
para realizar chaflanes y utillajes de diseño especial. Al fijar una pieza
larga con un mecanismo divisor, pueden utilizarse uncontrapunto y lunetas. Para
la fijación de las piezas y los dispositivos que se utilizan, las mesas
disponen de unas ranuras en forma de T en las cuales se introducen los
tornillos que fijan los utillajes y dispositivos utilizados. También se pueden
utilizar dispositivos magnéticos que utilizan imanes.
Las fresadoras de control numérico
pueden equiparse con dos mesas de trabajo, lo que posibilita cargar y descargar
las piezas mientras se está mecanizando una nueva pieza, con el consiguiente ahorro
de tiempo. La colocación o el giro de la mesa o de sus accesorios a la posición
de trabajo pueden programarse con funciones específicas en los programas de
control numérico.
Mecanismo divisor
Un mecanismo divisor es un
accesorio de las máquinas fresadoras y de otras máquinas herramientas como
taladradoras ymandrinadoras. Este dispositivo se fija sobre la mesa de la
máquina y permite realizar operaciones espaciadas angularmente respecto a un
eje de la pieza a mecanizar. Se utiliza para la elaboración de engranajes,
prismas,escariadores, ejes ranurados, etc.
La pieza a mecanizar se acopla al
eje de trabajo del divisor, entre el punto del divisor y un contrapunto. Al
fresar piezasesbeltas se utilizan también lunetas o apoyos de altura regulable
para que las deformaciones no sean excesivas. El divisor directo incorpora un
disco o platillo con varias circunferencias concéntricas, en cada una de las
cuales hay un número diferente de agujeros espaciados regularmente. En uno de
estos agujeros se posiciona un pasador que gira solidariamente con la manivela
del eje de mando. Si el divisor está automatizado, la división se realiza de
forma automática, utilizando un disco apropiado para cada caso. Este sistema se
emplea en mecanizar grandes cantidades de ejes ranurados por ejemplo. La
relación de transmisión entre el eje de mando y el eje de trabajo depende del
tipo de mecanismo divisor que se utilice. Hay tres tipos de mecanismos
divisores: divisor directo, divisor semiuniversal y divisor universal.
Un divisor directo tiene un árbol
que, por un extremo tiene una punta cónica para centrar el eje la pieza, y por
el otro se acciona directamente por la manivela. Algunos de estos divisores, en
lugar de tener discos intercambiables con agujeros circunferenciales, tienen
ranuras 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 cuyarelación 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 debe girar
40/20 = 2 vueltas para avanzar de un diente al siguiente. Si se desea tallar un
engranaje de 33 dientes, la solución es 40/33 = 1+7/33, con lo cual hay que
instalar un platillo que tenga 33 agujeros y habrá que dar un giro a la
manivela de una vuelta completa más 7 agujeros del platillo de 33 agujeros.
El divisor universal es de
constitución parecida al divisor semiuniversal y se diferencia de este último
en que incorpora un tren exterior de engranajes intercambiables que permite
realizar la división diferencial y tallar engranajes helicoidales cuando se
establece una relación de giro del plato divisor con el avance de la mesa de la
fresadora. La división diferencial se utiliza cuando el engranaje que se desea
tallar tiene un número de dientes que no es posible hacerlo de forma directa
con los platillos disponibles porque no se dispone del número de agujeros que
puedan conseguir un cociente exacto entre el giro del eje del divisor y el de la
manivela del platillo.
Para el mecanizado de grandes
producciones de ejes ranurados o escariadores, existen mecanismos divisores
automáticos con discos ranurados según el número de estrías de los ejes. Estos
discos agilizan el trabajo de forma considerable. El tallado de engranajes con
estos mecanismos apenas se utiliza en la actualidad porque existen máquinas
para el tallado de engranajes que consiguen mayores niveles de calidad y
productividad. Algunas fresadoras modernas de control numérico (CNC) disponen
de mesas giratorias o cabezales orientables para que las piezas puedan ser
mecanizadas por diferentes planos y ángulos de aproximación, lo cual hace
innecesario utilizar el mecanismo divisor en estas máquinas.
Herramientas
Fresas cilíndricas para diversas
aplicaciones.
Las herramientas de corte más
utilizadas en una fresadora se denominan fresas, aunque también pueden
utilizarse otras herramientas para realizar operaciones diferentes al fresado,
como brocas para taladrar o escariadores. Las fresas son herramientas de corte
de forma, material y dimensiones muy variados de acuerdo con el tipo de fresado
que se quiera realizar. Una fresa está determinada por su diámetro, su forma,
material constituyente, número de labios o dientes que tenga y el sistema de
sujeción a la máquina.
Los labios cortantes de las fresas
de acero rápido (HSS) pueden ser rectilíneos o helicoidales, y las fresas que
montan plaquitas intercambiables son de carburo metálico como el carburo de
tungsteno, conocido como widia, de metalcerámica o, en casos especiales, 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 de corte, pero al ser menos tenaces, exigen una velocidad de avance
menor. El número de labios o plaquitas de las fresas depende de su diámetro, de
la cantidad de viruta que debe arrancar, de la dureza del material y del tipo
de fresa.
Afilado de fresas
Afiladora universal.
La forma constructiva de las fresas
de acero rápido permite que cuando los filos de corte están desgastados puedan
ser afilados nuevamente mediante unas máquinas de afilar diseñadas para esta
tarea. Hay un tipo de máquina, denominada afiladorauniversal, que, con los
accesorios adecuados y las muelas adecuadas, permite realizar el afilado de
brocas, escariadores y fresas frontales y cilíndricas mediante el
rectificadocon discos de esmeril.
Normas de seguridad en el trabajo
con fresadoras
Al manipular una fresadora, hay que
observar una serie de requisitos para que las condiciones de trabajo mantengan
unos niveles adecuados de seguridad y salud. Los riesgos más frecuentes con
este tipo de máquinas son contactos accidentales con la herramienta o con la
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 los líquidos refrigerantes y cortes al manipular herramientas o
virutas.
Para los riesgos de contacto y
atrapamiento deben tomarse medidas como el uso de pantallas protectoras, evitar
utilizar ropas holgadas, especialmente en lo que se refiere a mangas anchas,
corbatas, pañuelos o bufandas 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 puertas antes de
la operación.
Para los riesgos de dermatitis y
cortes por la manipulación de elementos, deben utilizarse guantes de seguridad.
Además, los líquidos de corte deben utilizarse únicamente cuando sean
necesarios.
Además, la propia máquina debe
disponer de elementos de seguridad, como enclavamientos que eviten la puesta en
marcha involuntaria; botones de parada de emergencia de tipo seta estando el
resto de pulsadores encastrados y situados fuera de la zona de peligro. Es
recomendable que los riesgos sean eliminados tan cerca de su lugar de
generación y tan pronto 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 lugar nivelado y limpio para evitar caídas. En las
máquinas en las que, una vez tomadas las medidas de protección posibles,
persista un riesgo residual, éste debe estar adecuadamente señalizado mediante
una señalización normalizada.28
CEPILLADORA
La cepilladora también es conocida
como una máquina herramienta que realiza la operación mecánica de cepillado.
Dicha operación consiste en la elaboración de superficies planas,
acanalamientos y otras formas geométricas en las piezas. La única restricción
es que las superficies han de ser planas. La cepilladora arranca el material
haciendo pasar una herramienta de una punta por la pieza a trabajar. Además de
este movimiento, la pieza también se mueve de tal forma que la herramienta
siempre tenga material que quitar, quitándolo de manera milimétrica.
Descripción del principio de
funcionamiento:
El trabajo se sujeta sobre la mesa
ajustable, si su tamaño y forma lo permiten; esto se hace en el tornillo de
mordaza que a su vez se encuentra fijo a la mesa. Una herramienta puntiforme _
buril_, fijo al brazo rígido, llamado caro, se mueve sobre el trabajo con
movimiento recíprocamente hacia adelante y hacia atrás. La longitud de la
carrera de avance y el número de carreras por minutos se pueden ajustar de
acuerdo a la longitud del trabajo y su composición. Con una excepción, el
buril, se puede ajustar verticalmente, quita material durante la carrera de
avance solamente. Durante la carrera de regreso de la corredera, la mesa y el
trabajo se mueven hacia la herramienta a una distancia predeterminada mientras
se mantiene conectada la alimentación automática de la mesa.
Diseño:
La mayor parte de los cepillos se
han diseñado con una columna vertical que se usa para soportar la corredera,
mesa y los mecanismos de impulso y alimentación. En algún momento de su
desarrollo se llamaron de columna o pilar. Sin embargo, puesto que el diseño de
tipo de columna se ha generalizado tanto en la construcción de cepillos, los
fabricantes consideran que este hecho ya se ha convertido en conocimientos
general de la industria de máquinas. Por tanto se han empleado ya términos más
significativos y específicos para clasificar estas máquinas y que indican o
señalan algunas características específicas en el diseño de su producto.
Algunos tipos de cepillos comúnmente usados se han diseñados para desarrollar
trabajos de alguna clase definida, con la mayor efectividad posible. Entre los
diseños menos comunes se encuentran el cepillo de cabeza móvil y el cepillo de
corte de jalón.
La clasificación de estas máquinas
se ha visto influida por la acción de la máquina durante la operación de corte.
Por ejemplo, en el cepillo de cabeza móvil, contrariamente al procedimiento
general, la corredera y la herramienta, en lugar del trabajo (pieza bruta), se
mueven cuando se conecta la alimentación automática. Con la limadora de
tracción el material se corta en la carrera de regreso en lugar de la de
avance. En otro grupo de clasificación se ha basado sobre el tipo de mecanismos
de impulso que se utiliza en su fabricación. Por ejemplo, los cepillos en que
el movimiento recíprocamente de la corredera se produce por medio de manivela y
perno, principalmente en el engrane, en el movimiento de la máquina, reciben el
nombre de cepillos de manivela. Similarmente los cepillos de engrane reciben
este nombre debido a una serie de engranes y cremallera que se encuentra en la
parte inferior de la corredera y que mueven a la herramienta de corte sobre el
trabajo o pieza bruta. En el cepillo vertical se tiene aún otra característica
de construcción de diseño, responsable del nombre. La herramienta de corte se
mueve en dirección vertical, en contraste con el movimiento horizontal habitual
de la corredera.
Tamaño:
El tamaño máximo del cepillo esta
designado por la máxima longitud de su carrera en centímetros. Esta longitud de
su carrera puede variar 15 cm en un cepillo de banco a 90 cm en una máquina de
servicio pesado. Este tamaño de la máquina indica las dimensiones del cubo que
puede sujetarse y cepillarse en una máquina de tamaño conocido. Un cepillo de
40 cm, por ejemplo, se puede ajustar para cualquier carrera de corredera de 0 a
40 cm en longitud; puede usarse la alimentación de mesa transversal en un plano
de 40 cm de ancho y la distancia vertical entre la cabeza de la herramienta y
la mesa de trabajo en su posición extrema inferior será suficiente para
permitir cepillar la superficie superior a un cubo de 40 cm que descansa sobre
la mesa. El cepillo de manivela de columna vertical es el que se usa más
comúnmente en talleres de máquinas.
Los cepillos en esta clasificación
se fabrican en modelos universales, en los cuales puede ajustarse la mesa en
posiciones angulares y modelos simples en lo que no puede cambiarse la mesa.
Una de las operaciones más simples con el cepillo es la de maquinar un vaciado
con dimensiones definidas, tomando uno o más cortes de la superficie.
Descripción del cepillo:
Se describirán las partes de un
cepillo en el orden en que deben montarse para armar la máquina.
La Base:
Descansa directamente sobre el piso
del taller, es un vaciado que sirve como cimiento de toda la máquina. Una vez
nivelada la máquina se puede asegurar con pernos de cimentación que se insertan
a través de agujeros que tienen este objetivo y se encuentran cerca de la
arista de la base.
Columna:
La columna o marco como también se
le llama, es un vaciado hueco cuya forma es de una caja con cobertura en las
partes superior e inferior. Además de encerrar el mecanismo que mueve a la
corredera, también encierra una unidad que opera la alimentación automática, y
en el cepillo con impulso mecánico, otra unidad que permite el ajuste de la
carrera de la corredera. Las costillas internas mantienen a la columna
permanente rígida. Sus superficies externas soportan tanto a la mesa que sujeta
al trabajo como a la corredera que sujeta la herramienta.
La corredera cruzada o cruceta:
Es un vaciado en forma de riel que
se encuentra al frente de la columna. Su función es la de permitir movimientos
vertical y horizontal de la mesa.
La silleta: La silleta o mandil,
que es comparativamente delgada, es un vaciado plano localizado entre la
cruceta de un lado y la mesa de trabajo en el otro, forma el escalón de
conexión entre estas partes.
Mesa:
Es un vaciado de forma rectangular,
de construcción de caja con abertura al frente y al fondo. Todas estas
superficies han sido maquinadas con precisión.
Soporte de la mesa:
El soporte de la mesa se extiende
desde la mesa del trabajo a la base de la máquina. Su objeto es el de soportar
el extremo exterior de la mesa y evitar así la deflexión que pudiera
presentarse, ya sea durante el proceso de corte o inducida por el peso no
soportado de la mesa misma.
Carro:
El carro es el miembro largo y
comparativamente más estrecho del cepillo, diseñado para moverse hacia delante
y hacia atrás arriba y en la sección horizontal de la columna. El carro soporta
a la herramienta de corte y la guía sobre el trabajo durante el proceso de
corte. Las guías en forma de V, se extienden toda la longitud de la corredera y
junto con las guías de la corredera de la columna, forman sus superficies
guías.
Cabezal de herramientas:
Está sujeto al extremo frontal de
la corredera. Consiste de la misma pieza que sirven para sujetar la herramienta
cortante, guiar verticalmente a la herramienta y ajustarla para el corte
deseado.
Mecanismos de movimiento para un
cepillo de manivela
El miembro que acciona la
corredera, esto es, la parte que controla el movimiento de vaivén de la
corredera, se llama brazo oscilante. Este vaciado se encuentra articulado en su
extremo inferior por medio de un eje, localizado cerca de la base de la
columna.
Mecanismo de ajuste de carrera:
Puesto que los trabajos en el
cepillo varían considerablemente en longitud, no sería práctico usar una
máquina con una sola longitud fija de carrera de carro. En consecuencia, se
hace el carro ajustable, para facilitar el trabajo bajo largo y corto. Esto se
logra moviendo el de manivela hacia o lejos del centro de la rueda por delante.
Mecanismo de cambio de velocidad:
La velocidad del cepillo se refiere
al número de carreras de corte que hace la corredera en un minuto. Está
determinado por la velocidad de las revoluciones por minuto del engrane
principal o rueda toroidal.
Sistema de lubricación:
Se han hecho cambios y diseños
mejorados en la construcción de los cepillos no solamente en la máquina, sino
también en los mecanismos que se usan para entregar un suministro de
lubricante, adecuado en todo momento, a las partes que más probablemente se ve
afectado por desgaste. Los cepillos modernos emplean un sistema de presión y
circulación completo para alimentar automática y continuamente el lubricante a
cada una de las partes importantes . Puesto que no sería práctico extender
tubos a todos los puntos que requieren aceite, las partes y lugares más
accesibles que no requieren una lubricación continua deben aún ser lubricadas
por el operario.
Como recipiente de aceite se tiene,
ya sea una cámara de engranes en la columna o un espacio en la base de la
máquina bajo la misma columna. Los espacios que se usan con este fin son
prácticamente herméticos para excluir el polvo y suciedad. Este recipiente,
independientemente del lugar donde se encuentre localizado, se encuentra
equipado generalmente de un divisor para mostrar el nivel de aceite por el
interior.
Tipos:
•Cepillo tipo biela.
•Cepillo de codo hidráulico.
•Cepillo de mesa.
•Cepillo vertical.
