UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA

ESCUELA ACADÉMICA PROFESIONAL INGENIERÍA MECÁNICA

“RECTIFICADORA UNIVERSAL”

-CASTAÑEDA CHÁVEZ, Gabriel Omár-FERNANDEZ LOYOLA, Owhen Elías

-HUAMAN LOPEZ, Antoni Junior-SOLANO MOSCOSO, Bryan

NVO. CHIMBOTE - JULIO 2015

1

ÍNDICE

Presentación………………………………………………………………………………….03

Introducción……………………………………………………………………………….….04

Objetivo……………………………………………………………………………………..…05

Justificación………………………………………………………………………………….05

Capítulo I: Nociones Básicas……………………………………………………………...06

I) Definición……………………………………………………………….07

II) Características………………………………………………………….07

III) Partes de una rectificadora universal……………………………….09

3.1. Bancada……………………………………………………….09

3.2. Mesa…………………………………………………………...09

3.3. Cabezal Portamuelas………………………………….........09

3.4. Motor de Rotación de la Muela……………………………10

3.5. Muela…………………………………………………………..10

3.6. Cabezal Portapiezas…………………………………………14

3.7. Motor de Rotación de la Pieza…………………………….14

3.8. Pieza…………………………………………………….……..15

Capitulo II: Funcionamiento y Recomendaciones…………………………………..….16

I) Funcionamiento.......................................................................17

II) Ajustes para obtener un buen rectificado………………………….17

III) Seguridad en operaciones de rectificado………………………....19

Conclusiones………………………………………………………………………………..20

Referencias Bibliográficas ………………………………………………………………….21

Anexos……………………………………………………………………………………..…22

2

PRESENTACIÓN

La presente monografía se llevó a cabo con el motivo de dar a conocer el concepto,

características, estructura, funcionamiento y aplicaciones de la Rectificadora

Universal.

Este tipo de máquina herramienta es de suma importancia pues a lo largo de nuestra

vida universitaria y laboral, daremos uso y conocimiento acerca de la rectificación y de

esta máquina.

El estudio de esta estructura es también necesario en nuestro desarrollo académico

profesional ya que como futuros ingenieros mecánicos debemos conocer el

funcionamiento y la estructura interna de este tipo de máquinas como muchas otros,

porque serán de utilidad para acabados de piezas.

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INTRODUCCIÓN

Hoy en día el mercado demanda rectificadoras de gran precisión para poder realizar

diferentes operaciones de acabado con extrema calidad y bajos niveles de rugosidad,

en una única pasada y con alto grado de automatización.

En los últimos años, estas máquinas han evolucionado constantemente hacía el

aumento de la velocidad de rotación del husillo, lo que ha mejorado ostensiblemente

la capacidad de la máquina de obtener un excelente acabado superficial de la pieza.

Este proceso, que elimina, por abrasión, pequeños espesores de material para

obtener altos niveles de tolerancias medidos en centésimas y milésimas, los cuales no

sería posible obtener con otras máquinas por arranque de viruta, se aplica a

superficies planas así como también a cilíndricas, cónicas o curvas, las diversas

variedades de rectificado dependen de la combinación armónica de los movimientos

de la herramienta, de la naturaleza geométrica de las superficies a trabajar y de la

adaptación o uso de cabezales instalados en la máquina.

El proceso de RECTIFICADO utiliza una herramienta abrasiva (MUELA) y se lleva a

cabo en una máquina llamada RECTIFICADORA. Suele utilizarse en la etapa final de

fabricación, tras el torneado o fresado, para mejorar la tolerancia dimensional y el

acabado superficial del producto.

La rectificadora es una máquina herramienta, utilizada para conseguir mecanizados

de precisión tanto en dimensiones como acabados superficiales, a veces a una

operación de rectificado le siguen otras de pulido y lapeado.

Las piezas que se rectifican son principalmente de acero endurecido mediante

tratamiento térmico, utilizando para ellos discos abrasivos robustos llamadas muelas.

Las rectificadoras universales son las más versátiles que existen, puede rectificar todo

tipo de rectificados en diámetros exteriores de eje, como en agujeros si se utiliza el

cabezal adecuado. Su cabezal porta-muelas tiene un variador de velocidad para

adecuarlo a las características de la muela que se incorporará y al tipo de pieza que

rectifica.

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OBJETIVO

La presente monografía tiene como finalidad primordial el incorporar a nuestros

compañeros, los conocimientos básicos de la máquina herramienta

“Rectificadora Universal”

JUSTIFICACIÓN

Gracias a la investigación realizada, el siguiente trabajo se justifica porque:

- Tiene un fin positivo, el cual es informar.

- Tiene una sólida importancia en relación a nuestra profesión.

- Será de apoyo en las clases de práctica y en las bases de Mecánica, en el

entorno de talleres.

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CAPÍTULO I:

NOCIONES BÁSICAS

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I) DEFINICIÓN

- Es una máquina-herramienta donde el movimiento de corte, que es

circular, corresponde a la herramienta (muela abrasiva). La pieza, que

también está animada de un movimiento de rotación, posee el

movimiento de avance y se desplaza siguiendo una trayectoria que le

permite acabar piezas de revolución. Es una máquina-herramienta

indicada para eliminar, por abrasión, pequeños espesores de material en

aquellas piezas previamente mecanizadas en otras máquinas-

herramientas y que tienen unas características de dureza, dimensiones

o estado superficial, que no es posible terminar por arranque de viruta

con herramientas de corte.

- La Rectificadora Universal es una máquina de múltiples aplicaciones

capaz de afilar una gama muy amplia de herramientas en acero rápido,

herramientas con punta de carburo, cortador rotatorio de metales fresa

espiral, sierra para ranurar metales, cortadoras cilíndricas, fresa de disco

y de refrentar, cortadora involuta de engranajes, cortadora de hierros

angulares, cortadora convexo y cóncavo, fresa de espiga, cortadora de

ranuras, etc.

II) CARACTERÍSTICAS

Entre sus principales características podemos mencionar:

- Apropiado también para rectificar ángulos de escariadores y cortar el

frente por las estrías de machos.

- Con accesorios opcionales especiales se puede rectificar broca de

barrena, machos y rectificar en radio.

- Velocidad del husillo: 2800 rpm y está controlado por un conmutador

inversor.

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- Cabezal sobre una placa de base grabado que gira por 360o y puede

estar engrapado en cualquier posición.

- La columna de hierro fundido puede estar ajustado verticalmente y

engrapado en cualquier posición. El movimiento está controlado

precisamente por medio de un micrómetro.

- Mesa superior de trabajar tiene una ranura para fijar porta-herramienta,

etc. y también para localización precisa de centros sueltos. Está

graduado en ambos direcciones del Cero y gira por 180º.

- Travesero transverso controlado precisamente por rueda de mano fijado

con micrómetro.

2.1. Características generales

- Clase de rectificadora: Universal.

- Naturaleza del cabezal portamuela: Giratorio y desplazable.

- Naturaleza del cabezal portapiezas: Orientable.

2.2. Características de Capacidad

- Longitud máxima de pieza al rectificar en la máquina.

- Diámetro máximo de pieza al rectificar en la máquina.

- Dimensiones máximas de la muela.

2.3. Características de trabajo

- Potencia de los distintos motores.

- Gama de velocidades del eje portapiezas.

- Gama de velocidades del eje portamuela.

- Gama de velocidades de avances automáticos del cabezal. portamuela

por cada inversión de la pieza.

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- Giro máximo de la mesa en los dos sentidos.

- Giro máximo del cabezal portamuela en los dos sentidos.

III) PARTES DE UNA RECTIFICADORA UNIVERSAL

La rectificadora universal, como máquina-herramienta, se compone de las

siguientes partes:

3.1. Bancada

Es de fundición y robusta para proporcionarle rigidez, consta de dos

guías; una horizontal por la que se desliza el carro y la mesa giratoria

y a la que van acoplados el cabezal porta piezas y el cabezal

contrapunto. Otra es una guía transversal y perpendicular a la

horizontal sobre la que se desliza el cabezal portamuelas.

La bancada es el órgano que constituye la parte inferior del motor,

sirve de soporte para las piezas rotantes y como pared de contención

para el aceite lubricante. Debe tener la resistencia para soportar los

esfuerzos internos provenientes del sistema biela-manivela, la cupla

de reacción y en el caso de los motores navales, el empuje de la

hélice.

3.2. Mesa

Va colocada sobre el carro y puede girar (+ o -) 10° sobre un eje

vertical puedo ser oscilante o giratoria

3.3. Cabezal Portamuelas

Puede deslizarse sobre la guía transversal de la bancada, que está

detrás de la mesa, su eje principal es paralelo a las guías del carro y

va montado sobre dos cojinetes de fricción.

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3.4. Motor de rotación de la muela

Este motor será el encargado de hacer girar la muela de la máquina.

3.5. Muela

La muela de rectificar es una herramienta abrasiva utilizada para el

arranque de viruta dentro de las operaciones de mecanizado con

abrasivos. La operación que se realiza con las muelas es el

denominado rectificado en el que se elimina material por medio de

esta herramienta.

El proceso de rectificado se emplean en materiales de gran dureza

pudiendo eliminar cantidades muy pequeñas de material, lo que hace

posible que las medidas estén dentro de órdenes de 10-6 m y

alcanzan una rugosidad superficial muy pequeña. No obstante,

también se pueden utilizar en materiales blandos, pero adaptándose

en cada situación a las características pertinentes.

Debido a la dureza y dimensiones de material a eliminar, desaparece

la posibilidad de utilizar otro tipo de mecanizado convencional por

medio de una herramienta, por ello para trabajos de esta índole el uso

de las muelas es el único permisible, haciendo de este un proceso

muy determinado en el sector.

Propiedades:

• Tienen un número indefinido de aristas cortantes, formadas por

granos abrasivos, y cada uno de estos granos elimina una cantidad

muy pequeña del material. Estos granos están unidos por un

aglomerante.

• Los puntos de corte de la muela están situados de forma aleatoria

al tener imposibilidad de controlar la posición y forma de cada grano

de la muela.

• La velocidad de corte puede llegar a los 4000 m/min

• La energía consumida en este proceso es muy alta, siendo el 10%

de esta energía empleada la consumida por la muela. El 80% de la

energía es perdida en forma de calor.

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• La velocidad de arranque de material es muy bajas, del orden de

300mm3/min

Operaciones de mecanizado en las que se emplean muelas.

• Tronzado y ranurado: en mecanizado por abrasivos esta

operación obtiene acabados de alta calidad, difíciles de encontrar en

otros tipos de mecanizado. Para la realización de esta operación se

utilizan muelas delgadas con aglomerante orgánico.

• Afilado de herramientas: es de uso común realizar afilados con

este tipo de mecanizado, lo que se conoce popularmente como "lijar".

• Amolado: elevada cantidad de material eliminado, proceso manual

• Desbardado: mayor eliminación de material que el proceso

anterior, ya que en éste no se tiene en cuenta el resultado final.

• Rectificado: aumentar calidad superficial, dimensional y de forma.

• Procesos industriales de superacabado: mejores resultados que

en el caso anterior, obteniendo las mejores calidades posibles en

mecanizado, creando muy poca cantidad de viruta debido a su baja

eliminación de material.

3.5.1. Constitución

Una muela está constituida por el grano abrasivo y el

aglutinante.

a) ABRASIVO

El objetivo del abrasivo es la eliminación del material, siendo

su parámetro fundamental el tamaño de grano en cuanto al

tamaño de huella que va a quedar. A mayor tamaño de

grano, mayor velocidad de arranque de material pero peor

rugosidad y acabado superficial. Por esta razón se suelen

utilizar muelas de grano basto para operaciones de desbaste

y muelas de grano fino, con mucho menor rendimiento

volumétrico, para operaciones de acabado.

Las características ideales del grano abrasivo son:

• Que todos los granos tengan el mismo tamaño, ya que

esto afecta al acabado superficial final.

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• Que sean tenaces.

• Que sean duros, para poderlos emplear en materiales

duros.

• Que sean granos resistentes al desgaste.

Los tipos de abrasivos más empleados son:

• Alundum o Corindón (Al2O3)

• Diamante natural o sinterizado

• Borazón (NB)

• Carborundum (CSi)

De menor a mayor dureza, estarían ordenados de la

siguiente manera:

Alundum o Corindón (2100 kp/mm²) – Carborundum (2400

kp/mm²) – Borazón (4700 kp/mm²) – Diamante sinterizado

(7000 kp/mm²) (superabrasivo)

Según su dureza se usa para materiales tales como aceros

o hierros (los más blandos) hasta el afilado de metales duros

y aceros de matricería (los más duros).

b) AGLUTINANTE

El aglutinante, como su nombre indica, es el encargado de

hacer permanecer unidos a los granos de abrasivo durante

las operaciones de rectificado. La principal característica de

los aglutinantes es su capacidad de conservar el abrasivo

ante los esfuerzos de corte y fuerzas centrifugas.

Las características ideales del aglutinante son:

• Que sean resistentes al ataque de los fluidos de corte.

• Que sean resistentes al calor.

• Que sean tenaces.

Los tipos de aglutinante más utilizados son:

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• Cerámico: son los más empleados en la industria. No se

ven afectados por el ambiente pero son frágiles. Son

mezclas de feldespatos, arcillas y cuarzo tratados entre 1300

y 2000ºC. La velocidad máxima periférica que admiten sin

perder el abrasivo es 30m/s.

• Aglomerantes orgánicos y resionides: poseen mayor

flexibilidad y tenacidad que los anteriores. Son cauchos,

bakelitas, gomas o lacas. La velocidad máxima periférica

que admiten sin perder el abrasivo es 80m/s.

• Metálicos: formados por discos de algún material en cuya

superficie se pone una capa de material más blando

(típicamente Aluminio) donde se encuentra disperso un

superabrasivo. La velocidad máxima periférica que admiten

sin perder el abrasivo es 250m/s.

• Minerales: son los más baratos pero presentan problemas

al ser hidroscópicos por lo que no se utilizan en la industria.

Si el grado de la muela es bajo, esto quiere decir que los granos se

desprenden fácilmente y se desgasta rápidamente, pero a su vez,

esto general que aparezcan granos nuevos, lo que se le llama auto-

afilado. Por otro lado, el grado de la muela es alto, los granos están

fuertemente sujetos y tiene una larga vida útil, pero a su vez, estos

granos se desgastan y pierden su capacidad de corte, lo que implica

que tocará afilar y limpiar la muela, lo que se llama reavivar la muela.

Las muelas de bajo grado se suelen emplear para:

• Velocidades de muela altas.

• Velocidades de la pieza bajas.

• Superficies de contacto entre material y muela amplias.

• Materiales muy duros.

En cambio, las muelas de alto grado se suelen emplear para:

• Velocidades de muela bajas.

• Velocidades de la pieza altas.

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• Superficies de contacto entre el material y muela pequeñas.

• Materiales blandos.

3.6. Cabezal Porta Piezas

Tiene un plato de garras giratorio para sujeción de las piezas. El

movimiento lo proporciona un motor. Mediante sistemas de

engranajes puede disponerse de diversos números de revoluciones.

El cabezal está fijado sobre el lado izquierdo de la bancada. El

huesillo del cabezal, un eje cilindro y hueco soporta por cojinetes,

proporciona el impulso atreves de los engranes desde el motor a los

dispositivos de sujeción de la pieza de trabajo. Puede ajustarse un

centro vivo, un plato o un mandril al extremo del husillo, para sujetar y

dirigir la pieza de trabajo. El centro vivo tiene una punta de 60° que

proporciona el apoyo para que el trabajo gire entre centros.

Los husillos del cabezal pueden ser propulsados ya sea por una

banda con polea escalonada, o por engranes de transmisión en el

cabezal. Los tornos con propulsión por polea escalonada se conocen

como torno de banda; el torno propulsado por engranes se conoce

generalmente como torno de cabezal de engranes. Algunos tornos

para servicio ligero y medio están equipados con propulsión de

velocidad variable. En este tipo de propulsión, la velocidad puede

cambiarse mientras el huesillo del cabezal está girando. Sin embargo,

cuando el torno cambia en el intervalo de alta a baja velocidad o

viceversa, el huesillo del torno debe detenerse antes que se haga el

cambio fe velocidad. La palanca de avance en reversa, montada

sobre el cabezal, invierte la rotación de la varilla de avance y tornillo

3.7. Motor de rotación de la pieza

En interés de la precisión del trabajo se debe probar si la

pieza rota exactamente. Para ello se conecta el movimiento

de avance rotatorio. Un reloj de medición muestra el error de

rotación 

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3.8. Pieza

Es la material a rectificar, su rectificado es por abrasión lo cual hace

que se elimine espesores de material para obtener altos niveles de

tolerancia.

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CAPÍTULO II:

FUNCIONAMIENTO Y

RECOMENDACIONES DE USO

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I) FUNCIONAMIENTO

Se trata de las máquinas que ofrecen mayor capacidad de trabajo, ya que

mecanizan cuerpos de revolución. Con estas máquinas de gran robustez y

envergadura se logra el rectificado tanto de exteriores como interiores de

árboles de levas, cigüeñales, interiores de cilindros, conos, camisas y

muchas otras piezas.

El carro longitudinal de la máquina proporciona el movimiento de traslación

a las piezas en rotación a través de su avance y retorno automático provisto

por un mecanismo hidráulico, mientras las muelas reciben el movimiento de

rotación, opuesto al de la pieza. La dureza o las características de las

piezas definen la velocidad de rotación del eje por medio de reguladores de

velocidad. La figura de abajo esquematiza las partes principales de una

rectificadora universal.

II) AJUSTES PARA OBTENER UN BUEN RECTIFICADO

La operación de rectificado exige, para obtener una gran precisión

geométrica y dimensional, precauciones particulares por parte del operario

como regular el acercamiento de la muela, el reglaje de los recorridos, el

diamantado y el modo de empleo de las muelas. De acuerdo con el

ingeniero de producción Oscar Andrés Manrique Pardo, asesor técnico y

comercial de la compañía Herratec S.A., importadora de máquinas-

herramienta: “un gran porcentaje de los accidentes en la industria

metalmecánica son ocasionados por la operación inadecuada de las

rectificadoras y especialmente se producen por descuido”, siendo los más

frecuentes las laceraciones en los ojos por esquirlas y contusiones

ocasionadas por muelas fisuradas que al iniciar la rápida rotación se

fracturan y se desprenden trozos a grandes velocidades o aquellas muelas

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mal sujetas con las que ocurre lo mismo y pueden llegar a causar la muerte

del operario o incluso de otras personas, pues el objeto puede volar en

cualquier dirección, por tal razón lo que primero se recomienda es:

Montar la muela adecuada en la máquina, para ello, es necesario probar

previamente si la rueda está agrietada y esto se sabe golpeándola

suavemente con el mango de un destornillador o un martillo, si el sonido es

hueco y no es uniforme en toda la rueda, seguramente está averiada y no

debe utilizarse. También puede verificarse al trabajar la rueda al vacío, por

tres minutos, para identificar si está desalineada o vibra.

Una vez que se verifique que la piedra no está dañada, debe limpiarse el

adaptador de la rueda para realizar el montaje de la piedra y asegurarla.

Posteriormente, es necesario balancear la muela para lo cual deben

hacerse los siguientes pasos:

- Verificar que la máquina está encendida.

- Colocar una punta de diamante en la base, accionar el magneto2b

(mesa magnética que sostiene el objeto) y llevarlo al centro la

muela tirado un poco hacia la derecha, todo esto sin tocar la piedra.

- Accionar la muela.

- Llevar el diamante a que toque la muela para que limpie todo el

ancho de la piedra, así se logra que la piedra se limpie de los

residuos de material y se balancee.

- Finalmente, desactivar el funcionamiento de la muela y del magneto,

separar el diamante de la muela, y retirarlo de la base. Este

procedimiento debe realizarse como mínimo una vez a la semana.

Manualmente, limpie la base o active el sistema de limpieza de la máquina

para eliminar cualquier residuo existente ya que éste puede estropear el

trabajo de rectificado de cualquier pieza.

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Monte la pieza a rectificar y prenda el magneto.

Coloque los topes de la carrera de la bancada a la medida de la pieza.

III) SEGURIDAD EN OPERACIONES DE RECTIFICADO

Como las piedras de esmeril y de rectificado son frágiles y giran a grandes velocidades, se deben seguir con cuidado ciertos procedimientos para manejarlas, almacenarlas y usarlas. El no apegarse a ellos y a las instrucciones y aviso impresos en las etiquetas puede provocar graves lesiones o la muerte. Las piedras se deben almacenar de forma adecuada, y protegerse de los extremos en el ambiente (por ejemplo), la alta temperatura o humedad). Esas piedras se deben inspeccionar visualmente para ver si tienen grietas y daños, antes de instalarlas en las rectificadoras.

Los daños a una piedra pueden reducir mucho su velocidad de explosión, o de desintegración, que se define como la velocidad superficial a la cual se desintegra o explota una piedra en rotación libre. Naturalmente, la velocidad superficial se relaciona con el diámetro y la velocidad de rotación de una piedra, por lo que se puede definir en términos de rpm para determinada piedra.

La velocidad de explosión depende del tipo de piedra, su aglomerante, grado y estructura. En las ruedas de diamantes y de CBN, que trabajan a grandes velocidades superficiales, el tipo de material de núcleo de ellas afecta la velocidad de explosión, como era de esperarse, los núcleos metálicos tienen la máxima velocidad de explosión, del orden de unos 250 m/s (800 pies/s).

Las piedras se deben montar en husillos del tamaño correcto para que ni estén forzadas (con lo que podrían romper en su centro) ni flojas (lo que puede causar desbalanceo). Las cejas deben tener el diseño y dimensiones adecuadas. Las piedras deben estar balanceadas, porque si no la superficie producida quedará ondulada y la piedra causara vibraciones, que posiblemente causen su fractura. Algunos husillos y cejas de maquina permiten balancear las piedras.

Las piedras abrasivas se deben usar de acuerdo con sus especificaciones y velocidades máximas de operación, y no se deben dejar caer ni someterlas a condiciones drásticas. También son muy importantes las defensas o guardas de las piedras, la protección del operador y la seguridad de las personas cercanas.

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CONCLUSIONES

Luego de indagar y fundamentar ciertos aspectos acerca de la rectificadora

universal, llegamos a las siguientes conclusiones:

La rectificadora universal es una máquina herramienta útil e

importante porque favorece el corregimiento o dar mejor a las piezas.

Para una correcta rectificación hay que saber y distinguir los pasos

para rectificar un material, indicados en la monografía.

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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Las fuentes usadas a nuestra disposición fueron obtenidas virtualmente por apuntes,

recopilaciones y resúmenes de información:

Rojas Gutiérrez M, (ed.) Maquinarias Rectificadoras. Colombia: Metal Actual.

http://www.metalactual.com/revista/13/maquinaria_rectificadoras.pdf (último

acceso 20 septiembre 2015).

Anónimo. Máquina Herramienta.

http://www.juntadeandalucia.es/averroes/~04700107/departamentos/electricidad/

electromecanica/pagina_tmmm/documentos/M%25C3%25A1quina-

Herramienta.pdf (último acceso 20 septiembre 2015)

García Aritzmendi E, (ed.) Máquinas Herramientas (2011).

http://es.slideshare.net/edmundo1990/maquinas-herramientas-7367279 (último

acceso 20 septiembre 2015).

Anónimo. Maquinas rectificadoras, tipos y usos. (2012).

http://www.demaquinasyherramientas.com/maquinas/rectificadoras-tipos-y-usos

(último acceso 20 septiembre 2015).

Tello J, (ed.) Procesos de manufactura, la rectificadora. (2013).

http://es.slideshare.net/juantelloelpotro/procesos-de-manufactura-la-rectificadora

(último acceso 20 septiembre 2015).

21

Anónimo. Rectificadora universal. (2012).

https://prezi.com/-4yr_bxfnlge/rectificadora-universal/ (último acceso 20

septiembre 2015).

ANEXOS

Anexo 01: Partes de una Rectificadora universal

Anexo 02: Muela

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Anexo 03: Rectificadora Modelo Mello

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