Otro tipo de mquina herramienta relacionada con los centros de maquinado y torneado es el centro de torno y fresa CNC. Esta mquina tiene la configuracin natural de un centro de torneado, y adems puede posicionar una pieza de trabajo cilndrica en un ngulo especfico, de manera que una herramienta rotatoria de corte (por ejemplo, una fresa) pueda maquinar formas en la superficie externa de la pieza, como se ilustra en la figura 22.28. Un centro ordinario de torneado no tiene la capacidad de parar la pieza de trabajo en una posicin angular definida y no tiene husillos para herramientas rotatorias.

Los avances actuales en cuanto a la tecnologa de las mquinas herramienta han llevado al centro de torneado y fresado un paso adelante, al integrar las facilidades adicionales en una sola mquina. Dichas capacidades incluyen: 1) la combinacin de fresado, taladrado y torneado con las operaciones de esmerilado, soldado e inspeccin, todas ellas en una sola mquina herramienta; 2) el uso simultneo de mltiples husillos, tanto en una sola pieza de trabajo o en dos diferentes; y 3) la automatizacin de la funcin de manejo de piezas al incorporar robots industriales a las mquinas [2], [20]. A menudo se utilizan los trminos mquinas multitareas y mquinas multifuncionales para identificar estos productos.

22.5 OTRAS OPERACIONES DE MAQUINADO

Adems del torneado, fresado y taladrado, se deben incluir otras operaciones de maquinado en este estudio: 1) perfilado y cepillado, 2) brochado y 3) aserrado.

22.5.1 Perfilado y cepillado

El perfilado y el cepillado son operaciones similares ambas incluyen el uso de una herra-mienta de corte de una sola punta movida linealmente respecto a la pieza de trabajo. En el perfilado y cepillado convencionales, se crea una superficie plana y recta. La diferencia entre las dos operaciones se ilustra en la figura 22.29. En el perfilado, el movimiento de velocidad se obtiene al mover la herramienta de corte, mientras que en el cepillado se logra con el movimiento de la pieza de trabajo.

FIGURA 22.28 Operacin de un centro de torneado y fresado: a) ejemplo de una pieza con superficies torneadas, fresadas y taladradas y b) secuencia de operaciones en un centro de torneado y fresado: 1) torneado de un segundo dimetro, 2) fresado plano en una posicin angular programada de la pieza, 3) taladrado de un agujero con la pieza en la misma posicin programada y 4) corte.

Herramienta de torneado

Fresa de corte

BrocaHerramienta de corte

Seccin 22.5/Otras operaciones de maquinado 531

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532 Captulo 22/Operaciones de maquinado y mquinas herramienta

Las herramientas de corte usadas en el perfilado y cepillado son herramientas de una punta. A diferencia del torneado, en el perfilado y cepillado el corte se interrumpe, y sujeta a la herramienta a cargas de impacto a la entrada del trabajo. Adems, estas mquinasherramienta estn limitadas a bajas velocidades debido a su movimiento de vaivn. Estas condiciones dictan normalmente el uso de herramientas de corte de acero de alta velocidad.

Perfilado El perfilado se ejecuta en una mquina herramienta llamada perfiladora, fi-gura 22.30. Los componentes de la perfiladora incluyen un ariete o corredera que se mueve respecto a la columna para proveer el movimiento de corte, y una mesa de trabajo que sujeta la pieza y realiza el movimiento de avance. El movimiento del ariete es una carrera hacia delante para lograr el corte y una carrera de regreso durante la cual la herramienta se eleva ligeramente para librar el trabajo, e inmediatamente se coloca en posicin para el si-guiente paso. Al completar cada carrera de retorno, la mesa de trabajo avanza lateralmente respecto al movimiento del ariete a fin de hacer avanzar la pieza. El avance se especifica en mm/carrera (in/carrera). El mecanismo de transmisin para la corredera puede ser hidru-lico o mecnico. La transmisin hidrulica tiene mayor flexibilidad para ajustar la longitud de la carrera y una velocidad ms uniforme durante la carrera hacia delante, pero es ms costosa que una unidad de transmisin mecnica. Tanto la transmisin hidrulica como la mecnica estn diseadas para lograr mayores velocidades en la carrera de retorno (sin corte) que sobre el avance hacia delante (cortante); por consiguiente, una mayor propor-cin del tiempo se dedica al corte.

FIGURA 22.29 a) Perfilado y b) cepillado.

FIGURA 22.30Componentes de una perfiladora.

Pieza de trabajo

Superficie nueva

Velocidad de movimiento (lineal)

Movimiento de avance (intermitente)Movimiento de avance

(intermitente)

Pieza de trabajo

Superficie nueva

Velocidad de movimiento (lineal)

Cabezal de la herramienta

Avance

Pieza de trabajo

Mesa de trabajo

Velocida

d Ariete

Columna

Carril transversal

Base

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Cepillado La mquina herramienta para cepillado se llama cepillo. La velocidad de corte se logra por medio de una mesa de trabajo oscilante que mueve la parte posterior de una herramienta de corte de una punta. La construccin y la capacidad de movimiento de un cepillo permiten el maquinado de piezas mucho ms grandes que las de una perfiladora. Los cepillos se pueden clasificar como cepillos de mesa abiertos lateralmente o cepillos de doble columna. Los cepillos de mesa abiertos lateralmente, tambin conocidos como cepillos de una columna, figura 22.31, tienen una sola columna que soporta el riel transversal sobre el cual se mueve el cabezal de la herramienta. Se puede montar otro cabezal de herramienta que avanza a lo largo de la columna vertical. Los cabezales de herramienta mltiple permiten ms de un corte en cada paso. Al completarse cada carrera, cada cabezal de corte se mueve respecto al riel transversal (o columna) para lograr un movimiento de avance intermitente. La configuracin del cepillo de mesa abierto lateralmente permite maquinar piezas de trabajo muy anchas.

Un cepillo de doble columna tiene dos columnas, una a cada lado de la cama y mesa de trabajo. Las columnas sostienen el riel transversal, sobre el cual se montan uno o ms cabezales de herramienta. Las dos columnas proporcionan una estructura ms rgida para la operacin; sin embargo, las dos columnas limitan el ancho del trabajo que se puede ma-nejar en esta mquina.

El perfilado y cepillado se pueden usar para maquinar otras superficies diferentes a las planas. La restriccin es que las superficies deben ser rectas. Esto permite el tallado de canales, ranuras, dientes de engranes y otras formas, como las ilustradas en la figura 22.32. Para cortar algunas de estas formas, es necesario especificar configuraciones geo-mtricas especiales diferentes a las herramientas estndar de una punta. De hecho, las herramientas especiales para maquinado se usan algunas veces para este fin. Un ejemplo importante es el formador de engranes, un formador vertical diseado especialmente para avance rotatorio y cabezal de herramienta sincronizada para generar los dientes de los engranes rectos o cilndricos.

Carril transversal

Cabeza de la herramienta

Pieza de trabajo

Mesa de trabajo

VelocidadBase

Columna

FIGURA 22.31 Cepillo de mesa abierto lateralmente.

FIGURA 22.32 Tipos de perfiles que se pueden cortar por perfilado y cepillado: a) canal en V, b) canal cuadrado, c) ranura en T, d) ranura cola de milano y e) dientes de engrane.

Seccin 22.5/Otras operaciones de maquinado 533

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534 Captulo 22/Operaciones de maquinado y mquinas herramienta

22.5.2 Brochado

El escariado se realiza usando una herramienta de corte de dientes mltiples que se mueve linealmente en relacin con el trabajo en direccin al eje de la herramienta, como se mues-tra en la figura 22.33. La herramienta de corte se llama brocha, y la mquina herramienta se llama mquina brochadora. ste es un mtodo de maquinado altamente productivo en algunos trabajos que usan el brochado. Las ventajas incluyen buen acabado de la superfi-cie, tolerancias estrechas y una gran variedad de formas posibles de trabajo. Debido a la complicada forma geomtrica de la brocha y a que frecuentemente se disea a la medida, la herramienta es costosa.

Hay dos tipos principales de brochado: externo (tambin llamado brochado de super-ficie) e interno. El brochado externo se ejecuta sobre la superficie externa del trabajo para crear ciertas formas de la seccin transversal en la superficie. La figura 22.34a) muestra algunas posibles secciones transversales que pueden formarse por brochado externo. El brochado interno se ejecuta en la superficie interna de un agujero de la pieza. Por consi-guiente, en la pieza de trabajo debe estar presente el agujero inicial, de manera que se pueda insertar la brocha al principio de la carrera de brochado. La figura 22.34b) indica algunas de las formas que pueden producirse por brochado interno.

La funcin bsica de la mquina brochadora es suministrar un movimiento lineal y preciso de la herramienta que pasa delante de la posicin del trabajo estacionario, pero hay varias formas en que esto puede hacerse. La mayora de las mquinas brochadoras se puede clasificar como mquinas verticales u horizontales. La mquina brochadora ver-tical est diseada para mover el brochado a lo largo de una trayectoria vertical, mientras que la mquina brochadora horizontal tiene una trayectoria horizontal. La mayora de las mquinas de brochado jala la brocha por delante del trabajo. Sin embargo, hay excepciones para esta accin de tirado. Una de ellas es un tipo relativamente simple llamado prensa de

FIGURA 22.33 Operacin de brochado.

Velocidad

Herramienta

Corte por dienteTrabajo

FIGURA 22.34 Formas de trabajo que se pueden cortar por: a) brochado externo y b) brochado interno. El achurado indica las superficies brochadas.

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