Cepilladora

1.1. Limadora o cepillo de codo

1.1.1. Generalidades

Es una mquina herramienta para el mecanizado de piezas por arranque de viruta, mediante el movimiento lineal alternativo de la herramienta.

La mesa que sujeta la pieza a mecanizar, realiza un movimiento de avance transversal para realizar determinados trabajos, como la generacin de una superficie plana, de ranuras equidistantes, asimismo, tambin es posible desplazar verticalmente la herramienta o la mesa, manual o automticamente, para aumentar la profundidad de pasada.

Es una mquina-herramienta con movimiento principal de traslacin que se realiza en sucesivos ciclos de avance y retroceso de la herramienta. En el avance, la herramienta elimina material, mientras que en el retroceso vuelve a su posicin inicial de ciclo sin eliminacin de material.

1.1.2. Diferencias entre limadora o cepilladora de codo y la cepilladora

Las principales diferencias entre la limadora o cepillo de codo y la cepilladora de mesa son 2:

a) En la limadora o cepillo de codo el movimiento principar de avance lo realiza la herramienta, mientras que la pieza solamente realiza los movimientos secundarios de avance transversal y de penetracin, mientras que en la cepilladora de mesa, el movimiento principal los realiza la pieza mientras que la herramienta solamente realiza los movimientos secundarios, de avance transversal y de penetracin.

b) En la limadora solamente se monta una herramienta que trabajara en la carrera de avance del carnero y retrocedera a su posicin original sin trabajo, mientras que en la cepilladora de mesa, se pueden montar varias herramientas con la posibilidad de que estas trabajen una en la carrera de avance y otra en la de retroceso o varias en la carrera de avance.

Partes principales y funcionamiento.

LimadoraUna limadora puede ser esquematizada de la siguiente forma:

Bancada: Es el elemento soporte de la mquina, aloja todos los mecanismos de accionamiento, suele ser de fundicin y muy robusta. Est provista de guas horizontales sobre las que deslizan el carnero y dos guas verticales sobre las que puede desplazarse verticalmente la mesa.

Limadora

Cepilladora

Carnero o carro: Es la parte mvil de la mquina, realiza un movimiento rectilneo alternativo, se desliza sobre guas horizontales situadas en la parte superior de la bancada y en cuya parte frontal hay una torreta provista de un portaherramientas en el que se fija la herramienta de corte.

Guas

Motor de accionamiento: El motor de accionamiento suministra la potencia requerida para el mecanizado, que se realiza gracias al movimiento alternativo del carnero. Los valores de potencia oscilan entre 1 Kw. y 8 Kw. segn las dimensiones de la mquina-herramienta. El movimiento alternativo de traslacin se consigue mediante un mecanismo de colisa, esquematizado.

Mecanismo de accionamiento del carnero: Hay varios tipos de mecanismos de accionamiento del carnero: Por cremallera, por palanca oscilante, biela-manivela o hidrulico. El ms utilizado es por colisa o accionamiento biela-manivela.

Este mecanismo conecta el motor de accionamiento a una rueda o volante que gira con una velocidad angular constante. A su vez esta rueda, mediante un saliente regulable en distancia al eje de rotacin de la rueda, obliga el movimiento en vaivn de una horquilla cerrada que tiene su extremo inferior anclado a un punto fijo, situado en el mimo plano vertical que el propio eje de rotacin de la rueda. La horquilla va unida en su extremo superior a un elemento mvil en forma de U, que se desplaza, obligado por una gua, segn una direccin contenida en el plano horizontal. Este elemento es solidario al carnero y le proporciona su movimiento de traslacin en avance y retroceso.

El perfil de velocidades del elemento mvil y del carnero, se encuentra esquematizado en el esquema anterior, y a partir de l, puede observarse que la velocidad de corte v, no es constante, ya que comienza con valores iniciales nulos en los extremos de los recorridos, hasta alcanzar los valores mximos durante los recorridos de avance (+v) y retroceso (-v).

El valor mximo de la velocidad en el retroceso, es mayor que el valor mximo de la velocidad durante el avance. Asimismo el tiempo empleado en el retroceso es menor que el empleado durante el avance.

Porta herramientas: Es la parte sobre la cual se fija la herramienta de corte. Esta provisto de un sistema (charnela) por el cual la herramienta se repliega el la carrera de retroceso para no incidir sobre la pieza.

Mesa: Sobre las guas verticales de la parte frontal de la bancada se apoya un carro provisto de guas horizontales sobre las que de desplaza la mesa propiamente dicha, por tanto puede moverse verticalmente por desplazamiento vertical del carro. El accionamiento de la mesa puede ser mecnico o hidrulico. El movimiento de avance de la herramienta es automtico.

1.1.3. Herramientas de corte:

La herramienta es de tipo monofilo, y similar a la empleada en operaciones de torneado, se encuentra sujeta en el extremo delantero del carnero, pudiendo ser regulada su posicin en altura a fin de poder efectuar el movimiento de penetracin.

Existen diferentes tipos de

herramientas en funcin de la finalidad para la cual estn diseadas: Herramientas para desbaste, herramientas para acabado, herramientas de izquierdas, herramientas de forma, herramientas para operaciones especiales, para esquinas

Dependiendo del material por el que se constituyen se pueden

agrupar en: herramientas de acero rpido para herramientas HS, acero extrarrpido al cobalto HSS, o metales duros con base de carburo metlico.

La herramienta es de tipo monofilo y de aspecto parecido a la del torno, con la particularidad de que es ms robusta y sus ngulos de corte son distintos.

1.1.4. Operaciones da trabajo:

Las operaciones ms habituales realizada en la limadora es la de planificado en desbaste de superficies planas. Para ello la herramienta recorre en sucesivas carreras de ida y vuelta de longitud L, toda la superficie de la pieza a mecanizar de anchura B.

Los trabajos mas frecuentes que pueden realizarse con una limadora son:

o Mecanizado de superficies planas horizontaleso Mecanizado de superficies planas verticales o Mecanizado de superficies planas inclinadaso Ranurados, chaflanes, formas especiales, escaloneso Mecanizado de engranajes

El trabajo en la limadora no permite obtener buenos acabados superficiales, siendo normalmente desarrollado como una operacin de desbaste previa a otras operaciones de acabado realizadas en otras mquinas-herramienta tales como la fresadora.

1.1.5. Movimientos de trabajo

A) movimiento principal: lo tiene la herramienta, que al trasladarse linealmente sobre la pieza provee la velocidad de corte Vc, en m/min.

B) movimientos secundarios: los tiene la pieza y son el de avance f lateral enmm/carrera y la profundidad de pasada d.

1.1.6. Fijacin de la pieza.

La sujecin de la pieza se realiza o bien por bridas de sujecin directamente a la mesa de trabajo o bien mediante una mordaza anclada con anterioridad a la mesa.

1.1.7. Parmetros de corte

En el limado, los parmetros y variables de corte, as como las expresiones que los relacionan, son anlogos a los definidos para las operaciones de torneado, con la salvedad, de que la velocidad de corte es de traslacin.

En la figura quedan representados: el ancho de corte (b), el espesor de viruta in deformada (ac), la profundidad de pasada (ap), el avance (f), la seccin de viruta in deformada (Ac), el ngulo de posicin (kr), la velocidad de corte (v), la direccin de la velocidad de avance (vf), y el ancho de la pieza (B).

Algunas expresiones que relacionan estos parmetros son:

Seccin de viruta : Ac= b ac = f ap

Velocidad de corte: En este caso, y debido al mecanismo de accionamiento, la velocidad de corte no es constante. En la prctica suele tomarse un valor medio para dicha velocidad en cada una de las dos carreras, avance y retroceso, considerndose constante a lo largo de las mismas. En la figura 30 se representan dichos valores medios como va y vr.

Velocidad de avance : En este caso no es una velocidad continua ya que se produce intermitentemente entre cada carrera de ida y vuelta. No puede por tanto hablarse de una velocidad de avance propiamente dicha, aunque s tiene sentido hablar de la direccin de la velocidad de avance.

Velocidad de corte:

Volumen de material eliminado por unidad de tiempo :

&z =Ac v = f ap v

Fuerza de corte: (paralela a la direccin de la velocidad v):

Fc = ks Ac

Potencia requerida en el proceso :

Pot = &W = Fc v = ks &z

Tiempo de mecanizado :

La cepilladora

1.1.8. Generalidades

Cuando la pieza es larga (mas de 700mm), la mquina usada es la cepilladora, ya que en esta, el movimiento alternativo lo tiene la mesa, en tanto la herramienta montada en un puente entre dos columnas tiene los movimiento secundarios.

De esta forma la mquina realiza un mejor trabajo que la limadora donde el carnero debera sobresalir en un voladizo muy grande, que hara el trabajo impreciso, debido a la flexin. Estas mquinas pueden alcanzar grandes dimensiones (entre 2 y 10 m de largo).

Tiene un funcionamiento cinemticamente similar al de la limadora, de ah que su campo de aplicacin sea tambin el trabajo en desbaste de superficies planas o de ranuras. A diferencia de la limadora, el movimiento principal lo lleva la pieza, siendo la velocidad de corte constante durante los semiperiodos de avance y retroceso. Las dimensiones del cepillo son mayores que las de la limadora, y por lo general, se emplea en el mecanizado de piezas de mayor tamao.

1.1.9. Tipos de cepilladoras:

El ms empleado es el de dos montantes, dotado de uno o dos carros portaherramientas con movimiento independiente. Hay tambin cepilladoras especiales como son las cepilladoras copiadoras, las cepilladoras fresadoras y las cepilladoras de dos sentidos de corte.

1.1.9.1. Cepilladoras de dos montantes (cepilladora de puente.)

Son los tipos ms usados porque ofrecen gran solidez. Se componen principalmente de una bancada de fundicin, a los lados se levantan los montantes C (uno a la derecha y otro a la izquierda).

Sobre la bancada van las guas para el desplazamiento de la mesa B, dicha mesa, que debe llevar la pieza a trabajar, puede trasladarse con movimiento alternativo de avance y retroceso. Los montantes C llevan tambin guas laterales para el deslizamiento del travesao D, que puede regularse en la altura mediante la rotacin simultnea de dos husillos. A lo largo de dicho travesao puede deslizarse, a su vez, un carro que lleva el carro portaherramientas y que

realiza el movimiento transversal intermitentemente, segn los desplazamientos proporcionales obtenidos al final de la carrera de retroceso de la mesa.

1.1.9.2. Cepilladoras de un montante

Se emplean para el planeado de superficies de piezas muy grandes que no caben entre los dos montantes de una de las cepilladoras anteriormente descritas.

Las caractersticas de estas mquinas son iguales a las ya expuestas, con la diferencia del travesao, que se encuentra en voladizo y debe ser ms robusto, a fin de soportar y evitar la vibraciones durante el arranque de viruta.

1.1.10. Movimientos de trabajo

Los movimientos de trabajo de esta mquina son:o Movimiento de corte por desplazamiento longitudinal de la pieza.o Movimiento de avance por desplazamiento transversal de la herramienta.o Movimiento de profundidad de pasada por desplazamiento vertical de la

herramienta.

Movimientos de la herramienta:

A la herramienta se le puede dar movimiento en dos direcciones, una en direccin transversal que se consigue por la traslacin de carro portaherramientas sobre el puente y un movimiento vertical, que se puede conseguir o bien desplazando verticalmente el puente o desplazando verticalmente el carro portaherramientas.

Movimientos de la pieza:

En las cepilladoras el movimiento de corte se obtiene moviendo la pieza solidamente fijada sobre la mesa por debajo de la herramienta. Este movimiento generalmente es ms lento en la carrera de corte que en la de retroceso, estando ambas velocidades aproximadamente en relacin de 1,5 a 4.

El movimiento de la mesa sobre la que va situada la pieza puede de varios tipos: Por tornillo y cremallera, por engranaje y cremallera, por tornillo y tuerca o hidrulicamente.

1.1.11. Partes constituyentes

La bancada:Es la parte ms robusta de la mquina soporta todo el conjunto y debe

absorber las vibraciones que se producen en los cambios de sentido de movimiento de la mesa, que se desliza sobre guas. La calidad de ejecucin de estas guas es de lo que depende en gran parte la precisin de la mquina.

La mesa:Es la parte de la mquina sobre la que se fijan las piezas que se han de

trabajar. Va provista de agujeros o ranuras para enganchar los accesorios de fijacin de las piezas que han de ir firmemente sujetas a la mesa. Tambin deben ser robustas para resistir el peso de las piezas y los esfuerzos desiguales que producen los medios de fijacin de las piezas.

Los montantes:Situados uno a cada lado de la bancada tienen por objeto sostener el puente

que soporta el carro portaherramientas. Tambin se fabrican cepilladuras de un solo montante, que debe ser mucho ms robusto, ya que no slo estar sometido a flexin sino tambin a torsin.

El travesao o frontn:Es la parte superior de la mquina, une los dos montantes y asegura su

paralelismo e inmovilidad.

En el puente o brazoAl carro portaherramientas desliza apoyado en el puente que une los dos

montantes.

Cabezales porta herramientas: (superiores y laterales). Son totalmente iguales a los de la limadora, soportan las herramientas de

corte y estn equipadas con una charnela que levanta la herramienta para librar la pieza durante la carrera de retroceso de la mesa ya que de no hacerse se corre el riesgo de despostillar o desafilar la herramienta.

Algunas cepilladoras cuentan con 2 o 4 portaherramientas en cada bastidor de la maquina pudindose montar 2 o 4 herramientas al mismo tiempo

1.1.12. Amarre de las piezas

Generalmente en piezas de gran tamao que se maquinan en el cepillo de mesa Esta mquina se presta para trabajar piezas de hasta 8000 mm de longitud no se utilizan prensas ya que seran de dimensiones extremosas, para esto se recomienda la utilizacin de bridas, tornillos, tirantes o soportes especiales, diseados especialmente para un trabajo especfico.

1.1.13. Parmetros de corte, herramientas y operaciones de trabajo

Los parmetros de corte, las herramientas y las operaciones de trabajo son totalmente iguales a las anteriormente descritas para la limadora, con la salvedad de en la cepilladora la mesa no es inclinable y se pueden montar varias herramientas y realizar trabajo en la carrera de avance y retroceso.

La mortajadora

1.2. Mortajadora

Cinemticamente trabaja de forma idntica similar a la de la limadora o el cepillo, llegndose a considerar cepilladora vertical. Todo lo indicado para la limadora resulta igualmente aplicable a la mortajadora, excepto que el plano en el que se produce el movimiento principal de corte es vertical.

Las mortajadoras al igual que en las cepilladoras y limadoras y en general todas las mquinas herramientas de movimiento alternativo tienen poco rendimiento, pues no pueden emplearse con grandes velocidades de corte porque las fuerzas de inercia se oponen a los cambios de sentido de marcha, adems de las prdidas de tiempo de trabajo que suponen los tiempos muertos de las carreras de retroceso.

1.3. Movimientos de corte

Los movimientos de trabajo de la mortajadora son:

Movimiento de corte : por desplazamiento longitudinal o vertical de la herramienta.

Movimiento de profundidad de pasada: por desplazamiento longitudinal o axial de la pieza.

Cuando se mecaniza con la mortajadora, se considera como movimiento de avance el movimiento transversal o axial de la pieza. Que posibilita el mecanizado

de superficies planas paralelas a la direccin de corte. El eje de desplazamiento de la mortajadora es vertical por lo que permite el

mecanizado de piezas verticales de mayores dimensiones que la limadora, as como el trabajo de ranuras interiores en particular para el maquinado de formas internas complejas.

1.4. Trabajos de la mortajadora

La disposicin de la herramienta en la mortajadora, facilita el mecanizado de ranuras tanto exteriores como interiores, ya que fueron creadas principalmente para la ejecucin de ranuras en cubos de poleas, volantes, etc. Pero tambin se emplean para contornear matrices, levas, placas para taller, engranajes, etc.

Las operaciones realizables son similares a las que realizas la limadora, pero con mayor potencia de arranque de material por el mayor apoyo que proporciona la mesa a las piezas sobre las que incide verticalmente la herramienta.

Las operaciones son las siguientes:

Planeado de superficies planas. Ranurados interiores y exteriores.

Estriados. Contorneados. Perfilados. Tallado de dientes rectos. Tallado de chaveteros

Tambin se emplea para el desbaste y semiacabado de matrices, mecanizado de grandes piezas y tallado de dientes rectos interiores o exteriores en piezas de grandes dimensiones.

1.5. Tipos de mortajadoras

El tipo principal es la mortajadora ordinaria, que puede ser de cabezal fijo (llamada vertical) y orientable (llamada inclinada). Dentro de esta clase de mortajadoras, construyen las de alta precisin de carrera corta para trabajos delicados.

Las mortajadoras punzadoras, parecidas a las ordinarias pero de mayor potencia y la especialidad del trabajo.

Las mortajadoras sobre prtico, se utilizan para mecanizar piezas grandes como bastidores de locomotoras, etc. Estn formadas por una mesa de grandes dimensiones sobre la que se desliza un prtico que soporta el portaherramientas. Adems de su mayor tamao y de su forma exterior se diferencian de las ordinarias en que el movimiento de avance se consigue por el movimiento del prtico.

Las mortajadoras transportables, se emplean para mecanizar piezas de muy grandes dimensiones como tapas de turbinas, bancadas de laminadores, etc.

1.6. Parmetros de corte

Fuerza de corte y potencia absorbida por la mortajadora:

Se calculan igual que en las limadoras, siendo la Fuerza:

F=K.p.a

y la potencia:

P = k.p.a.v (CV)

Siendo:K; fuerza especfica de corte.p; profundidad de pasada.a; avance.v; velocidad de corte.p; rendimiento que vara de 0,6 a 0,8.

La Brochadora

1.7. Brochadora:

Es una mquina-herramienta con movimiento principal de traslacin que, a diferencia de las otras mquinas-herramienta descritas, emplea una herramienta multiflo denominada brocha o aguja de brochar. Mecaniza superficies paralelas a su generatriz en una sola pasada de movimiento rectilneo.

El brochado se emplea principalmente para la realizacin de formas poligonales partiendo generalmente de agujeros cilndricos, pero tambin se emplea para la obtencin de ranuras de chaveteros. Otra aplicacin interesante es el mecanizado de superficies helicoidales en un tiempo 20 veces menor que el que precisa con otros procedimientos, obtenindose adems un trabajo ms perfecto.

1.8. Componentes principales:

Bancada: Es el soporte general de la mquina y alberga todos los elementos de transmisin de la potencia del motor al brazo tractor o impulsor.

Mesa: Sirve para apoyar la pieza que se ha de mecanizar, no es preciso ningn procedimiento de sujecin de la pieza pues la herramienta ejerce sobre ella un esfuerzo de traccin que la aprieta contra la mesa.

Brazo tractor o impulsor: Segn tire o empuje y es el rgano que transmite el movimiento rectilneo.

Herramienta para el brochado: Brochas:

La herramienta es la pieza fundamental de la brochadora hasta el punto de que puede considerarse que la mquina no es ms que un dispositivo para proporcionar el sencillo movimiento rectilneo a la brocha, que por s sola realiza una operacin completa de mecanizado. La brocha se disea ex profeso para cada trabajo.

Las brochas o agujas de brochar, son barras provistas de mltiples hileras de dientes siendo la seccin de trabajo de cada hilera un poco mayor que la hilera precedente, lo que produce un pequeo aumento de pasada de hilera a hilera, en su avance, hasta llegar a la dimensin definitiva con el paso de los ltimos dientes.

1.9. Tipos de brochadoras:

Existen dos clases de brochadoras que se clasifican por la posicin en que trabaja la herramienta:

Brochadoras horizontales, que son las ms corrientes. Brochadoras verticales.

Dependiendo de la clase de trabajo que han de realizar:

Brochas para mecanizar interiores las ms usadas. Brochas para mecanizar exteriores.

1.10. Movimientos de trabajo

Movimiento principal : lo tiene la herramienta, que al moverse axialmente, desarrolla la velocidad de corte (Vc, en m/min.).

Movimiento de avance o movimiento secundario : en realidad no es un movimiento pues el equivalente al avance est dado por el incremento de la altura de los dientes (en mm/diente).

Movimiento de profundidad de pasada se produce automtica y progresivamente a medida que avanza la brocha y es constante para cada herramienta.

1.11. Parmetros de corte

La velocidad de corte Por lo general es menor que la de los restantes procesos de mecanizado descritos, y depende del diseo de la brocha adems del material que est siendo mecanizado. Es importante resaltar el hecho de que cada brocha puede ser empleada nica y exclusivamente en la operacin para la cual ha sido diseada. Siendo una herramienta costosa de fabricar su uso se restringe para series largas o para operaciones en las que la geometra final no puede obtenerse mediante otros tipos de mecanizado convencional.

Potencia necesaria para el brochado:

La fuerza de corte es:

Donde:w : Ancho de cada hilera de dientes. Puede tener que sumarse los anchos como en el caso de una estra.d: Profundidad de pasada por dientez: N de dientes ocupados (redondeados al entero inmediato superior)

CepilladoraPartes principales y funcionamiento.La cepilladora

La mortajadoraLa Brochadora