Lima Dora

1

Departamento de Ingeniería Mecánica

Tecnología Mecánica I67.15

Unidad 7: Limadoras, cepilladoras, mortajadoras y brochadoras

Ing. Guillermo Orlando Castro

2

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.

3

LIMADO Y CEPILLADO

4

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.

5

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.

6

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

7

LIMADO Y CEPILLADO

8

LIMADO Y CEPILLADO

9

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).

10


11


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.

12


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.

13


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.

14


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

15


Operaciones de limadoy cepillado

16

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.

17


Herramientas de limadoy cepillado

18


19

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.

20


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.

21


Porta herramientas de la máquina limadora

22


Porta herramientas de la máquina limadora

23


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.

24


Porta herramientas de la máquina cepilladora

25


a) Montaje correcto

b) Montaje incorrecto

c) Montaje compensado

d) Montaje “outi courb”

e/f) Montaje inclinado para cepilladoplano oblicuo

Características demontaje de laherramienta

26

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.

27

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.

28


Mesas de la máquina limadora

29


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.

30


Talladode ruedasdentadasrectas en

la limadora

31


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.

32


Vista lateral de una máquina cepilladora

33


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.

34


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.

35

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.

36


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.

37


38


39


40


41


42

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

43


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

44


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.

45


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.

46


Limadora mecánica a manivela y biela oscilante

47


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

48


Regulaciones de la limadora

49


Velocidades de corte,retroceso y avance

50

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

51


Mecanismo de avance automáticode la mesa de la limadora

52


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.

53


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.

54

LIMADORA: VELOCIDADES DE CORTE

Comparación con otras máquinas herramienta

55

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.

56


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

57


58


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.

59


60


61


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.

62


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.

63


Cepilladora de dos montantes,de pórtico ó cepillo - puente

Cepilladora de un montanteó en voladizo

64


Cepilladora de dos montantes,

de pórtico ó cepillo - puente

65

CEPILLADORA: COMPONENTES Y MECANISMOSCepilladora de dos

montantes,de pórtico ó

cepillo - puente

66


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:

67


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

68

CEPILLADORA: COMPONENTES Y MECANISMOSMecanismosde impulsión

Piñón - cremallera

Tornillo sin fin - cremallera

Sistema hidráulico

Tornillo sin fin - tuerca

69


Detalle del mecanismode impulsión por sistema de ruedas dentadas - cremallera

70


Detalle de los mecanismosde impulsión

Tornillo sin fincremallera

Tornillo sin fin - tuerca

Sistema hidráulico

71


Mecanismosde inversiónde marcha

72


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.

73


Mecanismo de avanceautomático de la herramienta

74

CEPILLADORA: DISPOSITIVO DE COPIADO

75

MORTAJADO

76

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.

77

MORTAJADORA

78

MORTAJADORA

79

MORTAJADORA

80

MORTAJADORA

81

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

82


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°

83


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

84

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.

85


Operaciones principales de mortajado

86


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)

87

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.

88

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

89

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

90

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.

91

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

92

MORTAJADORA: TIPOS

Mortajadora con accionamientoa correa e impulsión a biela manivela

93

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

94

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

95


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

96


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.

97


a: mecanismo de leva y tope

b: Mecanismo de leva ranurada y tope

Mecanismos de transmisión del avance

98

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.

99

BROCHADO

100

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.

101

BROCHADO: HERRAMIENTA BROCHA

Brochas de interiorcorte recto acanalado recto

102


Brocha de interiorcorte recto acanalado helicoidal

103


Brocha de interiorcorte helicoidal acanalado recto

104


Brocha de interiorcorte helicoidal acanalado helicoidal

105


Casquillos Full Formhelicoidales

106


Casquillos Full Formde metal duro

107


Casquillo Full Form recto

Brocha de exteriorpara chaveteros

Brocha de exterior perfilada

108


Brocha de interior elíptica

109


Brochas de interior con plaquitas atornilladas de metal duro

110


Brocha de exterior con plaquitas soldadas de metal duro

111


Recubrimientos de TIN – TICN - TIALN

112

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:

113

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.

114


Trabajo de brochado interioren brochadora horizontal

115

OPERACION DE BROCHADO Principios delbrochado

interior y exterior

116


Brochadointerior y exterior

Brochas detracción y

compresión

117

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

118


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.

119


Brochasde

interior

120


Brochado interior

121


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.

122

OPERACION DE BROCHADO Brocha deexterior

123


Operación de brochado exterior

124


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.

125


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.

126


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.

127


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.

128


Brochas para

agujeros cuadrados

Brocha de empuje con

dientes aplanados

129


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.

130


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.

131


Brochados interiores

132

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

133

BROCHADO HELICOIDAL

Proceso debrochado

helicoidal ymontajes dela pieza y laherramienta

134

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).

135

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.

136

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.

137


Brochadora horizontal

138


Operación de brochadoen brochadora horizontal

139

BROCHADORAS: TIPOS DE MAQUINASBrochadoras verticales debrochado interior y exterior

140


Brochadorasverticales de

brochadointerior

141

BROCHADORAS: TIPOS DE MAQUINASBrochadorasverticales de

brochadoexterior

142


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.

143


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

144


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

145

BROCHADO: FUERZA ESPECIFICA DE CORTE

146

BROCHADO: EJEMPLO DE TRABAJO

Ejecución de estriado en elagujero de montaje de una

rueda dentada

147

GRACIAS POR VUESTRAATENCION

Ing. Guillermo Castro

Lima Dora

Documents

Transcript of Lima Dora