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Departamento de Ingeniería Mecánica
Tecnología Mecánica I67.15
Unidad 7: Limadoras, cepilladoras, mortajadoras y brochadoras
Ing. Guillermo Orlando Castro
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TEMARIO
- Movimientos rectilíneos comparados con los rotativos.Carrera activa y pasiva, velocidades. Tipos de accionamientorectilíneo.
- La limadora, características, posibilidades, movimientosfundamentales. La limadora hidráulica.
- La cepilladora y la mortajadora: característicasposibilidades, movimientos fundamentales. Cabezalesfresadores para cepilladoras.
- Principio del brochado, la herramienta y tipos de máquina,posibilidades y producción. Construcción de herramientas,diseño, cálculos resistenciales y verificación de las mismas.
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LIMADO Y CEPILLADO
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LIMADO Y CEPILLADO
La limadora, la cepilladora y la mortajadora se caracterizanpor poseer un movimiento rectilíneo alternativo de vaivén yun avance intermitente, realizando la operación de unasuperficie reglada por la acción de una herramienta de filoúnico, entendiendo por superficie reglada a aquella generadaa partir de una generatriz plana.
En la Limadora, la herramienta tiene movimiento longitudinalprincipal y la mesa porta piezas tiene movimiento transversalde avance de carácter intermitente.
En la Cepilladora, la herramienta tiene un avance transversalintermitente, mientras que la mesa porta piezas se muevelongitudinal y alternativamente.
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LIMADO Y CEPILLADO
En la Mortajadora, la herramienta se desplaza verticalmentecon el movimiento principal, dándole a la pieza el avanceconveniente mediante dos volantes de maniobra que lleva lamesa de trabajo (movimiento de alimentación).
La herramienta se encuentra fijada en una placa soporte(batiente) montada en un soporte giratorio, lo cual permite laorientación correcta de la herramienta.
La disposición de los porta herramientas es tal que favoreceen el retroceso de la mesa (Cepilladoras) y de la herramienta(Limadoras) el giro de la placa batiente, cuando laherramienta entra en contacto con la pieza en su carrera deretorno.
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LIMADO Y CEPILLADO Limadora1: pieza 2: mesa3: herramienta4: porta herramientas5: carro porta herramienta6: carro vertical7: carro longitudinalMc: movimiento de corteMa1: avance longitudinalMa2: avance verticalMp: penetración herram.Cepilladora1: pieza 2: mesa3: herramienta4: porta herramientas5: carro porta herramienta6: traviesa soporte carro7: montante 9: bancada8: traviesa fija ó puenteMc: movimiento de corteMa1: alim. transversalMa2: alim. VerticalMp: penetración
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LIMADO Y CEPILLADO
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LIMADO Y CEPILLADO
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PROCESO DE LIMADO Y CEPILLADO
El trabajo en la limadora y la cepilladora consiste en eltrazado en la pieza de una serie de surcos paralelos losuficientemente próximos unos a otros, como para quepueda considerarse continua la superficie generada.
El análisis de una superficie engendrada por limado ócepillado informa en qué modo actúan las máquinasherramientas utilizadas. Se notan claramente los surcosrectilíneos paralelos producidos por la acción de laherramienta en el material de la pieza.
El ciclo completo en el limado y en el cepillado se componede dos carreras simples: una de ida ó de trabajo (carrera útiló activa), y otra de vuelta ó retroceso (carrera pasiva).
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PROCESO DE LIMADO Y CEPILLADO
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PROCESO DE LIMADO Y CEPILLADO
Como el movimiento de estas máquinas es rectilíneoalternativo, la herramienta solo corta durante la carreraactiva, siendo la carrera de retorno el preparativo de unanueva pasada.
Con el fin de reducir al mínimo el tiempo perdido en lacarrera de retroceso, donde no se corta viruta, el mecanismoprincipal de las máquinas con movimiento rectilíneoalternativo está ideado de manera tal, que la carrera pasivaes notablemente más rápida que la activa. El recorrido deretorno es 1,5 a 3 veces más rápido que el recorrido de ida.
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PROCESO DE LIMADO Y CEPILLADO
Existen más tiempos perdidos que se presentan en la carreraactiva, pues la longitud de ésta debe ser igual a la longitud dela pieza a mecanizar, más una longitud de carrera sin carganecesaria para la acometida y la salida de la herramienta aambos extremos. Estas longitudes de carrera excedentes sedenominan ante carrera y sobre carrera.
Es necesario que la ante carrera sea mayor que la sobrecarrera, para permitir que el avance, que tiene lugar en laentrada de la herramienta, se efectúe antes que la mismavuelva a tomar contacto con la pieza en la próxima pasada;por ello es necesario también, que el movimiento lateral de lamesa que determina el avance, suceda al final de la carrerade retorno.
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PROCESO DE LIMADO Y CEPILLADO
Si al final de la carrera pasiva se realiza un pequeñomovimiento de rotación de la pieza, girando la misma unafracción angular, se obtendrá una superficie cilíndrica.
De igual modo, pero colocando la pieza de tal modo que sueje quede inclinado en el ángulo correspondiente a unaconicidad deseada, y presentando la generatriz coincidentecon la trayectoria de la herramienta, se obtendrá unasuperficie cónica.
Esto demuestra la capacidad de la Limadora y la Cepilladorapara generar superficies regladas y no solo planas, pues lassuperficies cilíndricas y cónicas, por tener el desarrollo desus superficies laterales de forma plana, son regladas.
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PROCESO DE LIMADO Y CEPILLADO
La denominación de las operaciones principales de limado ycepillado son las siguientes:
1) Planeado, operación de desbaste
2) Planeado final operación de acabado de superficies planas
3) Acanalado y ranurado, operación de desbaste en ranuras
4) Troceado, operación de dividir en trozos
5) Perfilado, operación de desbaste ó acabado en superficiesperfiladas, de generatrices rectilíneas
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PROCESO DE LIMADO Y CEPILLADO
Operaciones de limadoy cepillado
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LIMADO Y CEPILLADO: HERRAMIENTAS
Las herramientas utilizadas para limadoras y cepilladorasson análogas a las de torno, por tratarse también deherramientas de filo único; no obstante, existen algunasformas de carácter específico para usos particulares.
Una herramienta para limar ó cepillar se halla constituida poruna barra de sección rectangular ó cuadrada, forjada ymoldeada cuando es de una sola pieza. Normalmente es unpoco más robusta que la herramienta de torno, dada lainfluencia del voladizo sumada a la posición vertical.
Se construyen de acero rápido corriente, de acero rápido decalidad superior y con insertos postizos de carburosmetálicos.
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LIMADO Y CEPILLADO: HERRAMIENTAS
Herramientas de limadoy cepillado
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LIMADO Y CEPILLADO: HERRAMIENTAS
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LIMADO Y CEPILLADO: HERRAMIENTAS-SUJECION
El porta herramientas consta de un conjunto de elementosque sujetan y guían la herramienta. En el caso de la limadora,el órgano porta herramientas ó cabezal recibe el movimientode corte, a través del carro porta herramienta móvil (torpedo),y está compuesto de cinco partes principales:
1) Placa circular graduada e inclinable con guías a cola demilano.
2) Junto a ésta, otra placa rectangular con contra guías quecolizan sobre las de la placa circular, gobernada por unmanubrio a través de un sistema de tornillo y tuerca.
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LIMADO Y CEPILLADO: HERRAMIENTAS-SUJECION
3) Placa porta herramientas orientable, que es bloqueable avoluntad por tuercas hexagonales, en la cual va articulada lapieza batiente.
4) Placa oscilante ó batiente, junto a la cual se aprieta laherramienta con su estribo, de modo que facilite la carrera deretorno.
5) Morzeta de boca abierta ó estribo con tornillo de fijación,que forman el montaje y la fijación de la herramienta.
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LIMADO Y CEPILLADO: HERRAMIENTAS-SUJECION
Porta herramientas de la máquina limadora
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LIMADO Y CEPILLADO: HERRAMIENTAS-SUJECION
Porta herramientas de la máquina limadora
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LIMADO Y CEPILLADO: HERRAMIENTAS-SUJECION
En las máquinas cepilladoras, los montantes y el carro portaherramientas transversal (traviesa móvil), soportan y guían eló los carros porta herramientas.
Cada carro (puede ser uno ó dos) soporta y guía una placaorientable, un cabezal, un batiente y su soporte giratorio. Lasujeción de la herramienta ocurre con los estribos.
Las cepilladoras poseen también carros porta herramienta deacción lateral, ubicados en forma deslizante sobre las guíasde ambos montantes.
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LIMADO Y CEPILLADO: HERRAMIENTAS-SUJECION
Porta herramientas de la máquina cepilladora
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LIMADO Y CEPILLADO: HERRAMIENTAS-SUJECION
a) Montaje correcto
b) Montaje incorrecto
c) Montaje compensado
d) Montaje “outi courb”
e/f) Montaje inclinado para cepilladoplano oblicuo
Características demontaje de laherramienta
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LIMADO Y CEPILLADO: HERRAMIENTAS-SUJECIONEn el planeado de superficies horizontales, la maniobra delmanubrio produce el descenso de la herramienta, dandolugar al movimiento de penetración. La magnitud del valornecesario del espesor de viruta se consigue mediante untambor graduado en 0,1 mm., que permite tomar exactamentela profundidad de pasada necesaria.En el caso de que se trabajen superficies oblicuas ó laterales,la maniobra anterior pasa a llamarse avance descendente,para lo cual es necesario hacer girar el porta herramientas.Las avances manuales descendentes de la limadora sonposiblemente la única operación en la cual el operadormantiene en forma constante la mano sobre el comando delavance descendente, debiendo accionarlo en cada pasada.
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LIMADO Y CEPILLADO: SUJECION DE LA PIEZA
La pieza que se va a mecanizar debe fijarse sobre la mesa dela limadora, la cual está montada en el frente del montante, ydebe poder moverse en forma horizontal y vertical (en cruz).La mesa de trabajo constituye el órgano porta piezas de lalimadora y la cepilladora. Se caracteriza por su formaacajonada hueca, es de fundición y ofrece tres caras planas yperpendiculares entre sí, que vienen a constituir otras tantassuperficies de referencia.En su cara superior, las ranuras en “T” longitudinalesaseguran el paso de bulones de anclaje de cabeza cuadradapara la fijación de las piezas ó de una morsa. Sus caraslaterales también admiten ranuras en “T” y agujerospasantes para bulones de sujeción.
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LIMADO Y CEPILLADO: SUJECION DE LA PIEZA
Mesas de la máquina limadora
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LIMADO Y CEPILLADO: SUJECION DE LA PIEZA
Además del movimiento vertical que puede definir el espesorde viruta a sacar, la mesa posee un movimiento de traslaciónhorizontal, que es perpendicular al eje de la máquina. Sepuede realizar a mano por acción de un mando transversalpor tornillo sin fin, ó en forma automática por medio de unmecanismo de avance, que se verá más adelante.
Para trabajos de superficies inclinadas ú oblicuas, en vez deaccionar el porta herramientas, existe la posibilidad de haceruso de la mesa oscilante de desplazamiento angular sobre sueje, ó de la mesa universal, que permite varias inclinacionesen dos sentidos, ó de la mesa graduada giratoria horizontal.
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LIMADO Y CEPILLADO: SUJECION DE LA PIEZA
Talladode ruedasdentadasrectas en
la limadora
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LIMADO Y CEPILLADO: SUJECION DE LA PIEZA
En cuanto a la mesa de la máquina cepilladora, es notable sutamaño y gran peso: algunas mesas tiene hasta 20 metros delongitud. Posee el movimiento principal de corte, y sudesplazamiento rectilíneo alternativo hace que sea necesariodisponer de una bancada que le sirva de sostén y guía.Se halla conformada por una caja prismática rígida nervadainteriormente, con su cara superior horizontal perfectamenteplana y rectificada, confeccionada de fundición estacionada.Ranuras en “T” longitudinales permiten el uso de bulones defijación de cabeza cuadrada.En una de sus caras laterales, otra ranura a cola de milanorecibe los topes limitadores que determinan la posición ylongitud de la carrera.
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LIMADO Y CEPILLADO: SUJECION DE LA PIEZA
Vista lateral de una máquina cepilladora
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LIMADO Y CEPILLADO: SUJECION DE LA PIEZA
El guiado de la mesa está asegurado por bandas planas óprismáticas ampliamente dimensionadas, que determinan sucorrecta alineación, y que deben permitir su dilatación sinprovocar deformación en la mesa.
Debajo y adosada a lo largo de la mesa existe una cremalleraque engrana con el piñón de ataque del tren de engranajesdel sistema de impulsión de la máquina.
La fijación de la pieza en estas máquinas constituye un gradode complejidad mayor que en las limadoras, dada la granvariedad de formas, tamaños, pesos y esfuerzos puestos enjuego durante el mecanizado.
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LIMADO Y CEPILLADO: SUJECION DE LA PIEZA
El sistema de sujeción debe evitar la deformación de la piezapor acción del apriete de los elementos de fijación, y es muynecesario, en piezas de longitud importante, emplear un relojcomparador para verificar con exactitud si al apretar losbulones de sujeción se produjo algún alabeo en la pieza.
Para piezas en que la superficie de apoyo presenten unacurva ó cualquier otra forma que no garantice su perfectaestabilidad, se recurre a la ayuda de cuñas ó suplementosconvenientemente dispuestos.
El gran recorrido de la mesa permite mecanizar en formasimultánea varias piezas montadas una tras otra sobre lamesa, reduciendo el promedio de tiempo por pieza.
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LIMADORA: COMPONENTES Y MECANISMOS
En las limadoras, se reconocen los siguientes órganos:
1.- La base, que sirve de apoyo a la máquina y permite sufijación al suelo.2.- El cuerpo, bastidor ó montante, que soporta el conjuntode los órganos siguientes.3.- El porta herramientas llamado cabezal, torpedo, ariete ócarnero, que desliza sobre las guías superiores del cuerpo yrecibe el movimiento principal rectilíneo alternativo.4-5-6-7.- La cabeza porta herramientas orientable, el carroporta herramientas, el batiente con su soporte orientable y elsoporte de apriete de la herramienta.
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LIMADORA: COMPONENTES Y MECANISMOS
8-9-10.- El carro porta mesa, que desliza sobre las guíasverticales del cuerpo y que soporta a la mesa porta piezas,guiándola vertical y horizontalmente.
11.- El pie ó muleta que se apoya sobre la base, limitando laflexión de la mesa durante la operación de corte. Esto es loque constituye el arriostramiento de la máquina.
La base y el cuerpo pueden formar una sola pieza en algunamáquinas, y la mesa puede ser de una sola pieza ó puede serdesmontable en dos partes.
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LIMADORA: COMPONENTES Y MECANISMOS
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LIMADORA: COMPONENTES Y MECANISMOS
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LIMADORA: COMPONENTES Y MECANISMOS
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LIMADORA: COMPONENTES Y MECANISMOS
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LIMADORA: COMPONENTES Y MECANISMOS
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LIMADORA: COMPONENTES Y MECANISMOSLos mandos de los movimientos son los siguientes:1.- Interruptor de marcha2.- Árbol motor3.- Caja de velocidades4.- Eje de maniobra del reglaje de la carrera5.- Palanca de sujeción del torpedo6.- Perilla de reglaje del avance7.- Maniobra de desplazamiento transversal de la mesa8.- Maniobra para la orientación de la mesa9.- Maniobra para del desplazamiento vertical de la mesa10.- Orientación del porta herramientas11.- Maniobra para desplazamiento vertical del porta herram.12.- Regla graduada para medir el desplazamiento deltorpedo en su carrera
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LIMADORA: COMPONENTES Y MECANISMOS
El movimiento rectilíneo alternativo que debe tener el torpedoresulta de la transformación de un movimiento circular, quese puede conseguir mediante los siguientes mecanismos:
a) Piñón y cremallera
b) Biela y manivela
c) Manivela y biela oscilante
d) Cilindro hidráulico
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LIMADORA: COMPONENTES Y MECANISMOS
Mecanismo de piñón y cremallera la rotación del eje motora través de un engranaje es comunicado al un tren de ruedasdentadas, la última de las cuales engrana con una cremallerasolidaria a la mesa.
Mecanismo de biela y manivela consiste en una ruedadentada cuya rotación es dada por sobre el eje motor de unplato manivela, y una biela con un muñón desplazable enforma radial, con el fin de variar la carrera del torpedo.
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LIMADORA: COMPONENTES Y MECANISMOS
Mecanismo de manivela y biela oscilante ó Withworth consta de un plato manivela que gira con movimientouniforme transmitido a través de un tren de engranajes queconstituyen la caja de velocidades, y de una biela oscilantecon una abertura corredera por donde se desplaza un dado óbuje de bronce solidario al muñón del plato manivela, enforma radial.
Cilindro hidráulico el funcionamiento de las limadorashidráulicas se basa en bombas inyectoras de aceite en uncilindro, y en válvulas que abren y cierra en un momentodeterminado. Dentro del cilindro, un pistón solidario altorpedo que se halla ubicado entre las guías del mismo es elque produce el movimiento rectilíneo alternativo.
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LIMADORA: COMPONENTES Y MECANISMOS
Limadora mecánica a manivela y biela oscilante
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LIMADORA: COMPONENTES Y MECANISMOS
En cuanto a las regulaciones de los movimientos en lalimadora, existen dos que pueden ser regulados:
1) Longitud de la carrera de la herramienta, siendo ésta lalongitud del sector circular que describe la biela oscilante, enel punto de vinculación con el torpedo.
2) Posición de los extremos de carrera (puntos muertosinicial y final) en relación a la mesa
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LIMADORA: COMPONENTES Y MECANISMOS
Regulaciones de la limadora
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LIMADORA: COMPONENTES Y MECANISMOS
Velocidades de corte,retroceso y avance
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LIMADORA: COMPONENTES Y MECANISMOSEl accionamiento del mecanismo de avance automáticotransversal de la mesa de la limadora entra en juego en formaintermitente antes de cada carrera activa, y es el principalinconveniente para no conseguir superficies regulares.El mecanismo más usado es el de disparador y trinquete,compuesto por:T) Engranaje con guías ranuradaM) Botón de manivela ajustable en la ranura de TB) Biela impulsora del movimiento de avanceP) Soporte del trinquete C ó disparador de gatilloC) Gatillo ó disparadorR) Rueda dentada actuada por el trinquete CV) Tornillo de mando de la mesa solidario a Rb) Barra de enlace unida a la caja de los engranajes S/T
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LIMADORA: COMPONENTES Y MECANISMOS
Mecanismo de avance automáticode la mesa de la limadora
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LIMADORA: COMPONENTES Y MECANISMOS
Este mecanismo funciona de esta forma: el dispositivodisparador C obra sobre la rueda dentada R montada en eltornillo de mando V de la mesa, y está sujeto por la biela B alengranaje T que forma con M el mecanismo plato manivela.
El engranaje T gira a la misma velocidad que la rueda S quelo manda (dado que tienen igual número de dientes),comunicando al soporte P junto con el disparador, unmovimiento de oscilación alrededor del eje vertical. Como elgatillo está enganchado en una ranura del dentado, le harágirar según el movimiento de avance, arrastrando con él eltornillo de mando R de la mesa. La barra de enlace bmantiene la separación entre la rueda T y la posición relativade M.
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LIMADORA: COMPONENTES Y MECANISMOS
Para hacer variar la amplitud de la oscilación, y por ende lamagnitud del avance transversal de la mesa y de la pieza,debe desplazarse por aproximación al centro el botón M en laranura del platillo. Si M se encontrara exactamente en elcentro, la oscilación desaparecerá.
Para invertir el sentido de avance de la mesa será suficientehacer girar el gatillo de media vuelta, para colocarlo en laposición de mando invertido. Para ello, se levantará el gatilloC tirándolo para arriba, se lo gira media vuelta y se lo suelta,encajando en una de las muescas m.
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LIMADORA: VELOCIDADES DE CORTE
Comparación con otras máquinas herramienta
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CEPILLADORA: COMPONENTES Y MECANISMOS
En las cepilladoras, se reconocen los siguientes órganos:1.- La bancada, que soporta el conjunto de los órganosmecánicos sirve de asiento a la máquina y permite su fijacióna una base de fundición.2.- La mesa, el órgano porta piezas que recibe el movimientoprincipal ó de corte.3/4.- El ó los montantes, que soportan y guían al ó a loscarros porta herramientas.5/6.- Carros porta herramientas verticales.7.- Porta carros en travesaño móvil, que corre sobre losmontantes. Éste se inmoviliza a la altura deseada,soportando y guiando los carros porta herramientas.
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CEPILLADORA: COMPONENTES Y MECANISMOS
8/9.- Carros porta herramientas horizontales
10.- Puente de unión de los montantes para cepilladoras dedoble montante que mantiene la separación de los montantes3/4, formando el conjunto de cuadro rígido llamado pórtico.
11.- Dispositivo de equilibrado
12.- Unidad generadora de los movimientos
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CEPILLADORA: COMPONENTES Y MECANISMOS
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CEPILLADORA: COMPONENTES Y MECANISMOS
Las máquinas empleadas para el cepillado de metales secaracterizan por:
a.- Modo de actuar (movimientos relativos pieza-herramienta)b.- Dimensiones máximas de las piezas a cepillarc.- Modo de arrastre (transmisión, motor directo, hidráulico)d.- Potencia necesaria relacionada con la potencia absorbidae.- Dimensionesf.- Peso en Kg. para proyectar la fundación de la máquinag.- Género de construcción del bastidor ó montanteh.- Precisión geométrica y calidad desde el punto de vistacinemático y mecánico.
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CEPILLADORA: COMPONENTES Y MECANISMOS
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CEPILLADORA: COMPONENTES Y MECANISMOS
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CEPILLADORA: COMPONENTES Y MECANISMOS
El accionamiento a correas y poleas de distintos diámetrosestá destinado a producir el desplazamiento lento en lacarrera de trabajo de la mesa, y el rápido para el retroceso dela misma. De este movimiento principal se deriva el avancetransversal del porta herramientas.
La traviesa móvil ó carro transversal puede elevarse ódescender sobre las guías de ambos montantes, dondedesliza a través de un sistema de tornillo – tuerca, por mediode un par de engranajes cónicos conectados por medio deun eje horizontal.
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CEPILLADORA: COMPONENTES Y MECANISMOS
El cabezal porta herramientas puede desplazarse sobre lasguías del carro portaherramientas en forma horizontal ytransversal. Su desplazamiento hacia uno ú otro sentidopuede hacerse manualmente, para acercar la herramienta a lapieza para iniciar el ataque del metal.La cepilladoras se clasifican en:a.- De dos montantes ó cepillo – puente son las máscorrientes y las más sólidas. Posee 4 porta herramientas, y labancada, los montantes y la traviesa fija forman un cuadrocerrado llamado pórtico, causal de la solidez de la máquina.b.- De un montante ó en voladizo indicada para planeadode piezas muy anchas, que no quepan entre los dosmontantes.
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CEPILLADORA: COMPONENTES Y MECANISMOS
Cepilladora de dos montantes,de pórtico ó cepillo - puente
Cepilladora de un montanteó en voladizo
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CEPILLADORA: COMPONENTES Y MECANISMOS
Cepilladora de dos montantes,
de pórtico ó cepillo - puente
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CEPILLADORA: COMPONENTES Y MECANISMOSCepilladora de dos
montantes,de pórtico ó
cepillo - puente
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CEPILLADORA: COMPONENTES Y MECANISMOS
El mecanismo de impulsión, que constituye el factor másimportante en la operación de cepillado, se halla dispuestoen la bancada de la máquina, transmitiendo a la mesa elmovimiento rectilíneo alternativo de vaivén.
La importancia de las potencias absorbidas, las velocidadesde los mecanismos y las necesidades de una inversión demarcha más ó menos rápida, conduce a adoptar distintassoluciones para segurar la inversión de la marcha.
Los factores que deben tenerse en cuenta en la elección delsistema de impulsión son los siguientes:
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CEPILLADORA: COMPONENTES Y MECANISMOS
A.- El fuerte impulso de corte que se requiereB.- El empuje del piñón contra la cremallera, la cual tiende alevantar la mesa, tendencia despreciable en grandescepilladoras de pórtico, porque el peso de la mesa esconsiderable respecto a dicho empuje.C.- La mesa debe correr lentamente durante el recorrido decorte, y al invertir la marcha, debe correr más rápidamente.
Los principales mecanismo de impulsión de la mesa son:
a.- Piñón y cremallera c.- Tornillo sin fin y tuercab.- Tornillo sin fin y cremallera d.- Sistema hidráulico
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CEPILLADORA: COMPONENTES Y MECANISMOSMecanismosde impulsión
Piñón - cremallera
Tornillo sin fin - cremallera
Sistema hidráulico
Tornillo sin fin - tuerca
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CEPILLADORA: COMPONENTES Y MECANISMOS
Detalle del mecanismode impulsión por sistema de ruedas dentadas - cremallera
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CEPILLADORA: COMPONENTES Y MECANISMOS
Detalle de los mecanismosde impulsión
Tornillo sin fincremallera
Tornillo sin fin - tuerca
Sistema hidráulico
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CEPILLADORA: COMPONENTES Y MECANISMOS
Mecanismosde inversiónde marcha
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CEPILLADORA: COMPONENTES Y MECANISMOS
El movimiento de avance ó alimentación de la herramienta esintermitente y automático, al igual que el de la mesa. Cadavez que ésta llega al final de la carrera activa, actúa sobretopes regulables de tal forma que la herramienta se trasladalateralmente una dimensión lineal, produciendo el avance.
Este avance puede ser horizontal, lateral y vertical, siendoeste último la profundidad de pasada. Los dos primerospueden ser accionados automáticamente y por separado.
El mecanismo de avance clásico es el de disparador a gatilloy trinquete, similar al utilizado en la limadora.
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CEPILLADORA: COMPONENTES Y MECANISMOS
Mecanismo de avanceautomático de la herramienta
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CEPILLADORA: DISPOSITIVO DE COPIADO
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MORTAJADO
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MORTAJADO
La Mortajadora es una máquina de cepillado vertical; laherramienta se desplaza en ese sentido en un movimientorectilíneo alternativo, y puede hacerlo también en formaoblicua. La pieza posee el movimiento de avance.
La clásica operación de mortajado se emplea paraelaboraciones de no son de serie, puesto que la forma en quese desarrolla es muy lenta. Resulta un proceso de trabajoeconómico, muy apto para mecanizados de superficies queno se pueden mecanizar ni en la limadora ni en la cepilladora(por ejemplo, chaveteros en agujeros interiores),pero dada suextrema lentitud, ha sido desplazada por la Brochadora.
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MORTAJADORA
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MORTAJADORA
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MORTAJADORA
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MORTAJADORA
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MORTAJADORA: TERMINOLOGIA - COMPONENTES
1: Bastidor ó montante2: Cabeza giratoria3: Cabezal4: Soporte – herramienta5: Guías bancada porta piezas6: Carro inferior7: Carro porta mesa longitudinal8: MesaA: mecanismo de avancesV: caja de velocidadesMc: movimiento de corteMr: movimiento de retrocesoMa: movimiento de avance longitudinal
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MORTAJADORA: TERMINOLOGIA - COMPONENTES
La mortajadora está formada por las siguientes partes:
1.- Bastidor en forma de cuello de cisne, soporta elconjunto de los órganos, sirve de asiento a la máquina ypermite su fijación sobre el suelo. La parte inferior (base)sostiene los carros que conforman la mesa porta piezas, y laparte superior (montante) sostiene el eje de mando, elvolante, el mecanismo impulsor y el carro porta herramientasoscilante.
2.- Cabeza giratoria puede inclinarse angularmente haciaambos lados en el plano vertical entre 10° y 30°
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MORTAJADORA: TERMINOLOGIA - COMPONENTES
3.- Cabezal deslizante verticalmente porta herramientas
4.- Soporte de la herramientas
5.- Bancada con guías longitudinales horizontales
6.- Carro longitudinal inferior, que desliza sobre las guías dela bancada.
7.- Carro transversal, que desliza sobre guías transversalesque lleva el carro longitudinal en su parte superior
8.- Mesa ó plato circular apoyado sobre el carro transversal,que puede girar sobre su eje y soporta las piezas
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PROCESO DE MORTAJADO
Impulsada la herramienta con el movimiento rectilíneo devaivén, y montada un el cabezal porta herramientas la mismacorta por compresión durante la carrera de descenso (activa),sacando de este modo una viruta de sección rectangular enla pieza.
Al final de la carrera de ascenso (pasiva) y antes de iniciaruna nueva carrera activa, se hace avanzar la pieza en formalongitudinal una determinada dimensión lineal (avance),formándose una nueva viruta lineal.
Para el cepillado de superficies planas interiores, secomunica a la pieza un movimiento transversal de avance enforma automática, también al final de la carrera pasiva.
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PROCESO DE MORTAJADO
Operaciones principales de mortajado
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PROCESO DE MORTAJADO
El movimiento de alimentación se le da a la pieza por unamesa donde va fijada, la cual se halla montada sobre unaserie de carros deslizantes uno sobre otro, que poseendesplazamientos ortogonales manuales ó automáticos.
Operaciones clásicas
- Cepillado de superficies planas
- Cepillado de superficies cilíndricas exteriores e interiores(la mesa debe poseer movimiento de rotación)
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MORTAJADO: HERRAMIENTAS DE CORTE
Para la operación de mortajar, se utilizan útiles que difierende los utilizados en cepilladoras y limadoras en la posicióndel filo de corte respecto al eje de la cavidad a mecanizar.Este filo debe ser orientado en el sentido del movimiento decorte y del espacio libre dentro del cual debe actuar, y dadoque la herramienta está sometida al esfuerzo de compresiónde punta, las mismas deben ser de longitud mayor parapoder trabajar dentro de aberturas interiores.El filo cortante trabaja en sentido completamente distinto altorneado y al cepillado, y dado que en la carrera de retorno laherramienta roza inevitablemente sobre la pieza, pararetardar su desgaste, se aumentan los ángulos de incidenciay de despojo, reduciendo también la fragilidad de la punta.
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MORTAJADO: HERRAMIENTAS DE CORTE
A: desbasteB: retoqueC: ranuradoD: punteado
d/e: soporte conestribos sobreel cabezal
f: de borna sobreel cabezal
g: bloque demortajar bajo elcabezal
h: torreta bajo elcabezal
j: porta plaquetas bajo el cabezal
Herramientasy técnicas
operativas demortajado
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MORTAJADO: OPERACIONES
Por medio de las mortajadoras se realizan, además de sutrabajo específico, las siguientes operaciones:1.- Planeado de desbaste ó de acabado de superficies planas2.- Desbastado de grandes secciones de viruta3.- Ranurado de desbaste ó de acabado exterior e interiorpara chaveteros y estriados4.- Contorneado de desbaste ó de acabado de perfiles deperímetro importante5.- Perfilado de desbaste ó de acabado de perfiles deperímetro reducido, como agujeros cuadrados ó hexagonales6.- Tallado de desbaste ó de acabado de dientes rectos óinclinados para engranajes con herramienta de forma
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MORTAJADORA: TIPOS
Las mortajadoras pueden clasificarse en 2 grandes grupos:
1) Según su utilización
- Mortajadoras para utilaje carrera útil 100 - 300 mm.- Mortajadoras ordinarias carrera útil 160 – 2000 mm.- Mortajadoras taladradoras carrera útil 250 – 1200 mm.
2) Según el tipo de mando del cabezal
- Por biela y plato manivela carrera 63 – 400 mm.- Por excéntrica y brazo oscilante carrera 125 – 800 mm.- Por piñón y cremallera carrera 800 – 2000 mm.- Por potencia hidráulica carrera 630 – 1500 mm.
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MORTAJADORA: TIPOS
A: Biela y plato manivela
B: Excéntrico y brazo oscilante
C: Piñón y cremallera
D: Potencia hidráulica
Distintos tipos de mando delcabezal de la mortajadora
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MORTAJADORA: TIPOS
Mortajadora con accionamientoa correa e impulsión a biela manivela
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MORTAJADORA: TIPOS1: Bastidor ó montante2: Cabezal inclinable3: Porta herramientas4: Carro transversal5-6: Carro porta mesa7: Mecanismo de mando automático de avances8: Comando para reglaje de los avances9: caja de velocidades
Mecanismo impulsorde la mortajadora
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MORTAJADORA: MOVIMIENTOS
Los movimientos necesarios a dar a la mesa porta piezaspueden ejecutarse manual ó automáticamente, a través deuna derivación mecánica del movimiento principal, que pasapor una caja de mando de variación de avances que cuentaademás con un inversor de marcha.Las máquinas modernas llevan encima del carro transversaluna mesa rotatoria, la cual puede girar circularmente graciasa un sin fin y corona helicoidal, la cual permite, junto con losotros carros, comunicar tres movimientos a la pieza:
a.- Mortajado circular de un sector (contorneado)b.- División de una pieza en partes iguales (exterior/interior)c.- Mortajado de piezas con superficies en un mismo plano
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MORTAJADORA: MOVIMIENTOS
a: Carro transversal Ma1: avance longitudinal A: mecanismo de avancesb: Carro longitudinal Ma2: avance tranversal TG: tambor graduadoc: Mesa circular giratoria Ma3: avance rotatorio V: mando del tambor
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MORTAJADORA: MOVIMIENTOS
Los movimientos de avance se encuentran aseguradosmediante dispositivos semejantes a los de la limadora y lacepilladora.
Su accionamiento se deriva del movimiento principal, pero enlas mortajadoras para la industria pesada, el mando es porun motor individual.
La mesa puede recibir un movimiento de rotación y dos detraslación, tanto en sentido longitudinal como en sentidotransversal.
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MORTAJADORA: MOVIMIENTOS
a: mecanismo de leva y tope
b: Mecanismo de leva ranurada y tope
Mecanismos de transmisión del avance
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MORTAJADORA HIDRAULICA
Las mortajadoras impulsadas por acción hidrodinámicapresentan importantes ventajas respecto de aquellas cuyoaccionamiento es mecánico, ya que quedan suprimidostodos los órganos de transmisión convencional: correas,engranajes, bielas, excéntricas y órganos de soporte.
Se obtiene además un funcionamiento suave y regular, y lascarreras y el desacople de la herramienta son realizados pormandos hidráulicos mediante un motor acoplado a unabomba de alta presión de caudal variable.
La velocidad de corte puede regularse en forma continuaentre 1 a 10 m/minuto, por lo que es posible elegir lavelocidad apropiada para cada material.
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BROCHADO
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BROCHADO
El brochado tiene extenso campo de aplicación en todasaquellas piezas de fabricación en serie, en las que agujeros yranuras deban ser calibradas con dimensiones exactas y conuna elevada calidad superficial.Por otra parte, debido a que esta clase de herramientas sonsumamente caras, la operación de brochado sólo esaconsejable efectuarla cuando se tenga que elaborar piezasen grandes series que justifiquen su costo.Para esta operación, la herramienta llamada brocha estáconstituida por una barra que puede ser de cualquier seccióny que está formada por una gran cantidad de bordescortantes, de tal modo que cada borde subsiguiente, es másgrande que el anterior en milésimas de milímetro.
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BROCHADO: HERRAMIENTA BROCHA
Brochas de interiorcorte recto acanalado recto
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BROCHADO: HERRAMIENTA BROCHA
Brocha de interiorcorte recto acanalado helicoidal
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BROCHADO: HERRAMIENTA BROCHA
Brocha de interiorcorte helicoidal acanalado recto
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BROCHADO: HERRAMIENTA BROCHA
Brocha de interiorcorte helicoidal acanalado helicoidal
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BROCHADO: HERRAMIENTA BROCHA
Casquillos Full Formhelicoidales
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BROCHADO: HERRAMIENTA BROCHA
Casquillos Full Formde metal duro
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BROCHADO: HERRAMIENTA BROCHA
Casquillo Full Form recto
Brocha de exteriorpara chaveteros
Brocha de exterior perfilada
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BROCHADO: HERRAMIENTA BROCHA
Brocha de interior elíptica
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BROCHADO: HERRAMIENTA BROCHA
Brochas de interior con plaquitas atornilladas de metal duro
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BROCHADO: HERRAMIENTA BROCHA
Brocha de exterior con plaquitas soldadas de metal duro
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BROCHADO: HERRAMIENTA BROCHA
Recubrimientos de TIN – TICN - TIALN
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OPERACION DE BROCHADO
La operación de brochado resulta de extrema sencillez, dadoque todas las posibles dificultades se han tenido en cuentaen el diseño y construcción de la herramientas.La brocha, al recorrer una superficie previamente trabajada óno, arranca virutas en un solo sentido y, al final, determina elnuevo perfil de la pieza. Pueden actuar por tracción ócompresión en el sentido longitudinal, dependiendo de suconstrucción, y así, pasando a través de un agujero redondo(por ejemplo), transformarlo en otro hexagonal, cuadrado,etc., de distinto tamaño que el original.El brochado puede ser practicado interior y exteriormente enuna máquina con movimiento rectilíneo, existiendo enconsecuencia dos tipos diferentes de brochas:
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OPERACION DE BROCHADO: TIPOS DE BROCHAS
1.- Brochas para interiores transformación de perfiles
2.- Brochas para exteriores acabado de perfiles exteriores(fresado rectilíneo)
La herramienta brocha para interior está formada por unasucesión de filos cortantes oportunamente distanciados(paso) y diferenciados entre sí, que vistos en corte, aparecencomo dientes que poseen las características comunes a todaherramienta con sus correspondientes ángulos clásicos.
Cada uno de los dientes corta durante una carrera activacierto peso ó sección de viruta en todo el largo de la pieza atallar.
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OPERACION DE BROCHADO
Trabajo de brochado interioren brochadora horizontal
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OPERACION DE BROCHADO Principios delbrochado
interior y exterior
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OPERACION DE BROCHADO
Brochadointerior y exterior
Brochas detracción y
compresión
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OPERACION DE BROCHADO: ANGULOS
Cuando el agujero es largo, deben emplearse brochas condientes espaciados, y la profundidad debe ser losuficientemente pequeña para que se ajuste a cada diente,mientras que el ángulo de incidencia debe ser proporcional.
α: ángulo de incidenciaβ: ángulo de despojoh: altura del diente
Ángulos de trabajo para brochado
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OPERACION DE BROCHADO
Las brochas normales para acero templado van aumentandoen el diámetro, por diente sucesivo, en 0,02 mm. En otrosmetales más blandos, el incremento es algo mayor.
El paso de los dientes de la brocha es un factor importanteen la operación de brochado. La distancia entre dos dientesconsecutivos se determina en función de la longitud delagujero a brochar y de la cantidad de material que ha deextraerse.
Cada diente de la herramienta de brochar debe sacar unespesor de metal que varía entre los 0,03 y los 0,1 mm.,según la forma de la sección.
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OPERACION DE BROCHADO
Brochasde
interior
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OPERACION DE BROCHADO
Brochado interior
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OPERACION DE BROCHADO
Las brochas para trabajos exteriores se construyen en variaszonas. La zona inferior puede tener los dientes inclinados yranurados para el desbastado, mientras que la zona superiorse compone de una serie de dientes, inclinados también,para cubrir completamente el ancho de la superficie amecanizar.
La brochas de este tipo se acoplan a un porta herramientasde fundición ó de acero, que a su vez, va ajustado en elcabezal de la brochadora mediante tornillos.
El material utilizado para confeccionar las brochas es deacero al Cr recocido, tallado por cepillado, repasado,templado, y luego rectificado y afilados sus dientes.
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OPERACION DE BROCHADO Brocha deexterior
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OPERACION DE BROCHADO
Operación de brochado exterior
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OPERACION DE BROCHADO: TIPOS DE BROCHAS
Brochas de tracción Caña ó mango(máquinas horizontales - Guía delanterabrochado interior) Cuerpo
Guía traseraCola
Brochas de compresión Guía delantera(máquinas verticales - Cuerpobrochado exterior) Guía trasera ó cabeza
Los grupos de dientes de cada una de las partes puedenestar tallados en el cuerpo por torneado, fresado ó amolado,ó ser postizos desmontables, normalmente de metal duro.
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OPERACION DE BROCHADO: TIPOS DE BROCHAS
Según la disposición de los dentados de una brocha, se diceque ellos son de:
Talla anular dientes en anillos paralelos y concéntricos
Talla recta diente tallados perpendicularmente al eje de labrocha
Talla helicoidal dientes tallados formando hélice
Talla oblicua dientes tallados oblicuamente para trabajosexteriores.
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OPERACION DE BROCHADO: TIPOS DE BROCHAS
Para facilitar el arranque del material es aconsejablepracticar en la periferia de los dientes ranuras rompe virutasde ancho y profundidad entre 0,5 y 1 mm. Las aristascortantes de cada uno, comprendidos en las tres zonas detrabajo, atacan a la pieza de modo diferente según su misión.
Para el desbaste, ataca como lo haría una fresa cilíndrica deun corte, configurando el tallado más largo de la brocha yrealizando una forma tronco cónica.
Para el semiacabado atacan los flancos del perfil como loharía una fresa cilíndrica de tres cortes, siendo el talladorecto ó alternado.
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OPERACION DE BROCHADO: TIPOS DE BROCHAS
Para el acabado, las aristas adyacentes de cada dienteatacan el conjunto del perfil, como lo haría una fresacilíndrica de tres cortes con diente recto. Estos últimosdientes, sin diferencia de altura, tienen la misión de asegurarlas dimensiones correctas y la calidad superficial requerida.
El calibrado de perfiles simples puede realizarse por dientesde forma redonda, sin aristas de corte, obrando por repujadoy puliendo al mismo tiempo (bruñido).
Para trabajos especiales donde se necesita un acabadoperfecto (rectificado de cabezas de bielas, casquillos ycojinetes de motores, etc.). Se utilizan estas brochas condientes bruñidores.
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OPERACION DE BROCHADO: TIPOS DE BROCHAS
Brochas para
agujeros cuadrados
Brocha de empuje con
dientes aplanados
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OPERACION DE BROCHADO: TIPOS DE BROCHAS
Las aristas cortantes de las brochas de exterior para trabajarsuperficies planas pueden arrancar virutas de 3 maneras:
a) Según planos paralelos a la superficie a planear porataque frontal, como una fresa de un corte. Para desbaste desuperficies planas de poco anchob) Según planos perpendiculares a la superficie a planear por ataque lateral, como una fresa de dos cortes. Paradesbaste y acabado de superficies planas de ancho variable.c) Según planos perpendiculares y paralelos a la superficie aplanear ataque combinado, como un tren de fresas de unoy tres cortes. Para brochado de superficies planas degrandes dimensiones.
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OPERACION DE BROCHADO
Para el brochado interior, las piezas deben estar previamentetaladradas y provistas de una cara frontal maquinada para suapoyo, la cual debe ser perpendicular al eje del agujero.
Una de las brochas más utilizadas es aquella que sirve paratransformar una agujero redondo en uno cuadrado óhexagonal. La parte de la brocha que tiene que realizar lasesquinas del agujero cuadrado es la más débil, y por ello, senecesita de un gran cuidado en su fabricación y en su uso.
Un agujero ranurado ó estriado, ó un chavetero, se hacepartiendo de un agujero redondo, mediante una serie decortes en los cuales cada diente de la brocha saca unapequeña cantidad de metal en esas zonas.
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OPERACION DE BROCHADO
Brochados interiores
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BROCHADO HELICOIDAL
El estudio de las condiciones particulares del brochadohelicoidal permite enfrentarse sin dificultad con la ejecuciónde superficies helicoidales bajo un ángulo de hélicecomprendido entre 0° y 45°, a partir de un agujero pasante,obteniéndose:
a.- Roscado de paso rápido, de uno ó varios filetes
b.- Ranuras y estrías helicoidales, de flancos paralelos ódesarrollables
c.- Rayado de cañones de calibre pequeño y medio
d.- Perfiles regulares
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BROCHADO HELICOIDAL
Proceso debrochado
helicoidal ymontajes dela pieza y laherramienta
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BROCHADO HELICOIDAL
Las brochas helicoidales se utilizan con mayor frecuenciamontadas en brochadoras horizontales, presentando estaoperación cierta analogía con el roscado por macho.
La fuerza principal de tracción se ejerce sobre la brocha en elsentido de su eje, siendo necesarios dos movimientossincronizados: uno rectilíneo uniforme (trayectoria de labrocha), y otro circular uniforme a izquierda ó a derecha, yaplicado ya sea a la herramienta (pieza fija – piezas pesadasy sobre espesores importantes), ya sea a la pieza (piezamóvil – piezas pequeñas).
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PROCESO DE BROCHADO: SUJECION
El movimiento principal de la brocha es conseguido poraccionamiento de cremallera ó hidráulico, siendo éste elúnico movimiento necesario.
En el brochado interior, la pieza es empujada por la presiónde trabajo contra la mesa, y no necesita en general estarsujeta de ningún modo especial. Por el contrario, la presiónunilateral ejercida en el brochado exterior sobre la pieza,exige que ésta quede sujeta de forma adecuada.
La brocha para interiores se sujeta por su mango en elsoporte correspondiente, y la parte de guía, que debe ajustarcon juego muy ligero en el agujero previamente taladrado,lleva a la herramienta a una posición centrada.
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BROCHADORAS: TIPOS DE MAQUINAS
Horizontales de cabezal único – para brochado interiorfundamentalmente – el cabezal porta herramienta actúa sobrela brocha por tracción
Verticales de cabezal único ó cabezal dúplex – parabrochado exterior fundamentalmente y brochado interiorexcepcionalmente (tracción de arriba hacia abajo) – elcabezal porta herramientas actúa sobre la brocha porcompresión
Especiales máquinas dedicadas para tallado deengranajes, estriado de cañones, chaveteros y ranurados,etc.
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BROCHADORAS: TIPOS DE MAQUINAS
Brochadora horizontal
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BROCHADORAS: TIPOS DE MAQUINAS
Operación de brochadoen brochadora horizontal
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BROCHADORAS: TIPOS DE MAQUINASBrochadoras verticales debrochado interior y exterior
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BROCHADORAS: TIPOS DE MAQUINAS
Brochadorasverticales de
brochadointerior
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BROCHADORAS: TIPOS DE MAQUINASBrochadorasverticales de
brochadoexterior
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BROCHADORAS: TIPOS DE MAQUINAS
La clasificación anterior rige solo para máquinas de acciónhidráulica pues se hallan en desuso las de accionamientomecánico. Sus principales componentes son:
- Bastidor ó bancada, que soporta el conjunto de órganos dela máquina y permite su fijación al suelo.
- Mesa ú órgano porta piezas, que soporta el plato centradory deja pasar las brochas.
- Cabezal ú órgano porta herramientas, que se desliza sobrelas guías del bastidor ó bancada y recibe el movimiento decorte.
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BROCHADORAS: TIPOS DE MAQUINAS
Las brochadoras de mando hidráulico tienen las siguientesventajas respecto de las mecánicas:
1.- Elasticidad en la fuerza de arrastre del porta brochas, detal manera que si la herramienta se obstruye ó se atasca porun motivo cualquiera en el agujero, en lugar de romperse,para la marcha del mandril.
2.- Simplificación de los órganos, pues no existen engranajesó tornillos sin fin y rueda helicoidal.
3.- Regulación de la velocidad axial y de la fuerza máxima dearrastre de la brocha según una infinita gama de valores
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BROCHADORAS: TIPOS DE MAQUINAS
Brochadora hidráulica para interiores
a/b) Mando del cabezal por tracción/compresión
a: cilindro b: émbolo c: cabezalH: brocha P: presión
c) Mecanismo de transmisión de avance en unabrochadora horizontal
1: motor 9: émbolo2: bomba 10: vástago del émbolo3: bloque de distribución11: recipiente de aceite4: válvula del Vt 12: aspiración5: válvula del Vr 13/14: canalización6: inversor 15: tapa de cilindro7: limitador de esfuerzo T-X: topes regulables8: cilindro M: manómetro
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BROCHADO: FUERZA ESPECIFICA DE CORTE
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BROCHADO: EJEMPLO DE TRABAJO
Ejecución de estriado en elagujero de montaje de una
rueda dentada
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GRACIAS POR VUESTRAATENCION
Ing. Guillermo Castro