APUNTES DE INGENIERIA

Apuntes de Ingeniería

MAQUINAS HERRAMIENTAS

Su trabajo consiste en dar forma a cualquier pieza o componente de máquina basándose en la técnica de arranque de viruta, troquelado u otros procedimientos especiales como son los electroerosión, láser, etc. A este grupo de máquinas pertenecen los tornos, fresadoras, limadoras, taladradoras, mandriladoras, prensas, etc., todas ellas imprescindibles para la fabricación de otras máquinas

Según sea la naturaleza del movimiento de corte, las máquinas-herramientas se clasifican en:

• Máquinas-herramientas de movimiento circular.

• Con el movimiento de corte en la pieza: Torno paralelo, torno vertical, ...(Fig. 1)

• Con el movimiento de corte en la herramienta: Fresadora, taladradora, mandrinadora, (Fig. 2)

• Máquinas-herramientas de movimiento rectilíneo: Cepillo, mortajadora, brochadora,

¿Qué es el arranque de viruta?

El objetivo fundamental en los Procesos de Manufactura por Arranque de Viruta es obtener piezas de configuración geométrica requerida y acabado deseado. La operación consiste en arrancar de la pieza bruta el excedente (mal sobrante) del metal por medio de herramientas de corte y maquinas adecuadas. Los conceptos principales que intervienen en el proceso son los siguientes: metal sobrante, profundidad de corte, velocidad de avance y velocidad de corte.'

METAL SOBRANTE (SOBRE ESPESOR). Es la cantidad de material que debe ser arrancado de la pieza en bruto, hasta conseguir la configuración geométrica y dimensiones, precisión y acabados requeridos. La elaboración de piezas es importante, si se tiene una cantidad excesiva del material sobrante, originará un mayor tiempo de maquinado, un mayor desperdicio de material y como consecuencia aumentará el costo de fabricación.

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PROFUNDIDAD DE CORTE.

Se denomina profundidad de corte a la profundidad de la capa arrancada de la superficie de la pieza en una pasada de la herramienta; generalmente se designa con la letra" t" Y se mide en milímetros en sentido perpendicular.

En las maquillas donde el movimiento de la pieza es giratorio (Torneado y Rectificado) o de la herramienta (Mandrilado), la profundidad de corte se determina según la fórmula:

Dónde:

Di= Diámetro inicial de la pieza (mm).

Df= Diámetro final de la pieza (mm)

En el caso de trabajar superficies planas (Fresado, Cepillado y Rectificado de superficies

planas), la profundidad de corte se obtiene de la siguiente forma:

Dónde:

E = espesor inicial de la pieza

e = espesor final de la pieza (mm).

VELOCIDAD DE AVANCE.

Se entiende por Avance al movimiento de la herramienta respecto a la pieza o de esta última respecto a la herramienta en un periodo de tiempo determinado.

El Avance se designa generalmente por la letra" s" y se mide en milímetros por una revolución del eje del cabezal o porta-herramienta, y en algunos casos en milímetros por minuto.

VELOCIDAD DE CORTE.

Es la distancia que recorre el "filo de corte de la herramienta al pasar en dirección del movimiento principal (Movimiento de Corte) respecto a la superficie que se trabaja: El movimiento que se origina, la velocidad de corte puede ser rotativo o alternativo; en el primer caso, rotativo: la velocidad de corte o velocidad lineal relativa entre pieza y herramienta corresponde a la velocidad tangencial en la zona que se está efectuando el desprendimiento de la viruta, es decir, donde entran en contacto herramienta y, pieza y debe irse en el punto desfavorable. En el segundo caso,, alternativo: la velocidad relativa en un instante dado es la misma en cualquier punto de la pieza o la herramienta.

En el caso de máquinas con movimiento giratorio (Tomo, Taladro, Fresadora, etc.), la velocidad d corte está dada por:

En donde:

D = diámetro correspondiente al punto más desfavorable (m).

n = número de revoluciones por minuto a que gira la pieza o la herramienta.

Para máquinas con movimiento alternativo (Cepillos, Escoplos, Brochadoras, etc.), la velocidad de corte corresponde a la velocidad media y está dada por:

En donde:

L = distancia recorrida por la herramienta o la pieza (m).

T = tiempo necesario para recorrer la distancia L (min).

La elección de la máquina-herramienta que satisfaga las exigencias tecnológicas, debe hacerse de acuerdo a los siguientes factores:

l. Según el aspecto de la superficie que se desea obtener: En" relación a la forma de las distintas superficies del elemento a maquinar, se deben deducir los movimientos de la herramienta y de la pieza, ya que cada máquina-herramienta posee sus características que la distinguen y resulta evidente su elección.

2. Según las dimensiones de la pieza a maquinar: Se debe observar si las dimensiones de los desplazamientos de trabajo de la máquina-herramienta son suficientes para las necesidades de la pieza a maquinar. Además, se debe tomar en consideración la potencia que será necesaria durante el arranque de la viruta; la potencia estará en función de la profundidad de corte, la velocidad de avance' y la velocidad de corte.

3. Según la cantidad de piezas a producir: Esta sugiere la elección más adecuada entre las máquinas de, tipo corriente, semiautomático y automático (en general, se emplean máquinas corrientes para producciones pequeñas y máquinas automáticas para producciones grandes).

4. Según la precisión requerida: Con este factor se está en condiciones de elegir definitivamente la máquina-herramienta adecuada.

CLASIFICACIÓN DE LAS MAQUINAS-HERRAMIENTA

Las máquinas-herramienta se distinguen principalmente por las funciones que desempeñan, así como el tipo de piezas que pueden producir y en general se pueden dividir tomando en consideración los movimientos que efectúan durante el maquinado de las piezas. En el cuadro No. 1 se presenta un resumen de las principales máquinas-herramientas y los movimientos que realizan, movimiento de trabajo (principal ó de corte) y de alimentación, (secundario o de corte) asumidos por la herramienta o la pieza.

HERRAMIENTAS DE CORTE

Por herramientas se entiende a aquel instrumento que por su forma especial y por su modo de empleo, modifica

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