Mandrinado y Taladrado

MANDRINADO Y TALADRADO.

MARDEN LEONARDO RIVERA CORRALES 3IAE

INVESTIGACION.

DOCENTE: xxxxxxxxxx

FUNDACION CENTRO COLOMBIANO DE ESTUDIOS PROFESIONALES FORMACION IVESTIGATIVA Y EMPRESARIAL l CALI VALLE 2011

INTRODUCION.

El mundo del mecanizado está en continua evolución debido a factores tales como el desarrollo de nuevas herramientas y máquinas, en donde estas son de gran utilidad y contribuyen a mejorar y a entrar en el mundo de la competitividad y rentabilidad gracias a los importantes incrementos de la productividad que se adquiere mediante su uso. Juega un papel muy importante los procesos de manufactura ya que son la forma de transformar la materia prima que hayamos, para darle un uso práctico en nuestra sociedad y así disfrutar la vida con mayor comodidad. Con el rápido desarrollo de nuevos materiales, los procesos de fabricación se están haciendo cada vez más complejos, de ahí nace la importancia de conocer los diversos procesos de manufactura (fabricación, elaboración, construcción) mediante los cuales pueden procesarse los materiales. Los procesos de taladrado y mandrilado son aquellos procesos que permite realizar un determinado cambio o aspecto a una pieza, en donde la operación de taladrado consiste en efectuar un hueco cilíndrico en un cuerpo mediante una herramienta de denominada broca, esto se hace con un movimiento de rotación y de alimentación. Las maquinas taladradoras se han desarrollado dentro de una línea sencilla, robusta, de fácil manejo, y de un costo relativamente bajo; Además, debido a que en la manufactura de casi cualquier producto concebible es necesario el empleo de agujeros producidos por taladrado, esta operación es la más común de todas. Cuando nos referimos a las operaciones de mandrinado en una maquina, hablamos del agrandamiento de un agujero existente, situado en un punto, para que pueda ser perfeccionado. Las maquinas están diseñadas para hacer acciones de finalizado como son las operaciones realizadas por las maquinas de taladrado fino o mandrinadoras.

RESEÑA HISTORICA.

Desde los mismos orígenes del hombre, este ya tallaba piedras para utilizar como hachas y cuchillos en sus quehaceres diarios; Implementando en la medida en que fue desarrollando sus habilidades cognitivas y de raciocinio, se valió de la evolución de sus manos y más exactamente de su dedo anular para tener movimientos finos que le permitió manipular los recursos naturales de los que disponía, y acondicionar herramientas a sus necesidades. Con la capacidad de razonar y decidir sobre la o más conveniente para su bienestar, se hizo apremiante el utilizar herramientas que le permitirán llevar a cabo sus actividades cotidianas, y no depender de solo fuerza humana para ejecutarlas. Es posible que el desarrollo continuo de las herramientas diera paso a un hombre moderno dominador de un entorno donde su único límite es la imaginación. Después de la revolución industrial, etapa posterior a un renacimiento cuna de pensadores, se dependió cada vez menos de la fuerza animal, para ejecutar labores que sobrepasaban los límites humanos, y se comenzó a mecanizar todas las actividades de manufactura de la época. Y desde entonces solo hemos tenido un vertiginoso y evolutivo panorama en el cual el hombre, amo y señor de su entorno interviene y decide sobre su contexto ayudado de las maquinas y herramientas. Ya en el Paleolítico Superior, los humanos taladraban conchas de moluscos con fines ornamentales. Se han hallado conchas perforadas de entre 70.000 y 120.000 años de antigüedad en África y Oriente Próximo, atribuidas al. En Europa unos restos similares datados de hace 50.000 años muestran que también el Hombre de Neandertal conocía la técnica del taladrado en donde Taladrar requiere imprimir una rotación a la herramienta. El procedimiento más antiguo que se conoce para ello es el denominado "arco de violín", que proporciona una rotación alternativa. Un bajorrelieve egipcio del año 2700 a.C. muestra una herramienta para taladrar piedra accionada de otra manera, mediante un mango. A finales de la Edad Media está documentado el uso de taladradoras manuales llamadas berbiquís.

Siglo XIX Saltos progresivos 1838: primer taladro de sobremesa hecho enteramente de metal (James Nasmyth). 1850: taladro de columna con transmisión a correa y engranajes cónicos (Joseph Whitworth). 1851: primer taladro radial (Sharp, Roberts & Co). 1860: invención de la broca helicoidal por (Martignon), que reemplaza rápidamente a las brocas en punta de lanza utilizadas hasta entonces. 1898: invención del acero rápido, que permite aumentar significativamente la velocidad de taladrado.

Siglo XX Las tecnologías desarrolladas durante la Revolución Industrial se fueron aplicando a las taladradoras y mandriladoras, donde de esta manera fueron pasando a ser accionadas eléctricamente y a ser cada vez más precisas gracias a la metrología y más productivas gracias a nuevos materiales como el carburo de silicio o el carburo de tungsteno. Sin embargo, en su arquitectura las máquinas conservaron casi sin cambios las formas que habían sido puestas a punto a lo largo de otros siglos. La aparición del control numérico a partir de los años 1950 y sobre todo del control numérico por computadora a partir de los 1970 revolucionó las máquinas-herramienta en general y las taladradoras en particular. La microelectrónica permitió integrar las taladradoras con otras máquinas-herramienta como tornos o mandrinadoras para formar "centros de mecanizado" polivalentes gestionados por ordenador.

PROCESO DE TALADRADO. Para llevar a cabo este proceso se cuenta con una herramienta (el taladrado), La tremenda versatilidad de la máquina de taladradar se expresa mejor por su habilidad demostrada para duplicarse así misma completamente desde la bancada hasta el engranaje cónico más pequeño. La herramienta utilizada en el taladro es llamada broca, presenta generalmente, dos líneas de corte, esta herramienta se fija en el husillo de la taladradora de manera que su eje coincida exactamente con el eje de rotación del propio husillo; arrastrado por éste, el útil gira sobre sí mismo alrededor de su eje longitudinal (movimiento de corte) y avanza axialmente dentro de la pieza a taladrar (movimiento de avance). El movimiento de avance, que es rectilíneo, también corresponde a la herramienta. La pieza, se mantiene en reposo sobre la mesa de la taladradora. EL TALADRADO es una operación de mecanizado con arranque de viruta que consiste en generar agujeros mediante una herramienta rotativa, la broca, con la pieza fija. Bajo la misma estructura de máquina se pueden realizar roscados por medio de machos roscadores pero existen también laminadoras de roscas por rodillos y roscadoras de tubos.

FUNCIONAMIENTO BASICO DE LAS MAQUINAS TALADRADORAS Todas las maquinas taladradoras se caracterizan por algún medio de rotación de la herramienta de corte y el avance de la misma a lo largo de su propio eje, dentro de una pieza estacionaria, para producir un agujero de aproximadamente el mismo tamaño que el de la herramienta de corte. De las dos funciones, el avance de la herramienta de corte a lo largo de su eje es el más crítico y el de mayor consideración en el diseño de la maquina taladradora. Aunque esta función puede ser realizada mecánicamente, a mano o por medio de engranajes, o por sistema hidráulico, lo que la hace critica es la magnitud de la fuerza necesaria para el avance. Dependiendo de la fuerza que se le haga a la maquina así mismo tiene si ciclo de vida, si a una maquina trabaja con piezas duras (constantemente) su ciclo será muy corto comparado con una máquina que trabaje con piezas blandas.

Además del taladro, generalmente se pueden ejecutar otras operaciones en las maquinas taladradoras como mandrinado, escariado, roscado, abocardado, y refrenado de agujeros. Todas otras operaciones están relacionadas estrechamente con el taladro con respecto a los movimientos básicos de la maquina y normalmente requieren un agujero taladrado para comenzar.

PROCESO

DEFINICIÓN DEL PROCESO

EQUIPO

Es una operación de maquinado que se usa para crear agujeros redondos en una parte de trabajo

Taladro Prensa

DEFINICIÓN DEL EQUIPO

CLASIFICACIÓN DEL EQUIPO

HERRAMIENTA

El Taladro Prensa es la máquina estándar para taladrar.

Taladro Vertical

Taladrado

Taladro Banco Broca Taladro Radial Taladro Múltiple

DEFINIR HERRAMIENTA

CLASIFICACIÓN DE LA HERRAMIENTA

OPERACIONES RELACIONADAS CON EL TALADRADO

Hay disponibles varias herramientas de corte para hacer agujeros, pero la broca helicoidal es con mucho la más común. Sus diámetros fluctúan desde 0.006 pulg. Hasta brocas tan grandes como 3.0 pulg. Las brocas helicoidales se usan ampliamente en la industria para producir agujeros en forma rápida y económica.

Escariado Roscado Interior Abocardado Broca Helicoidal Avellanado Centrado Refrenteado

TIPOS O CLASES DE MAQUINAS TALADRADORAS. Las máquinas taladradoras se pueden reunir en cinco grupos separados: 1. 2. 3. 4. 5.

Maquina taladradora de Columna Maquina taladradora Radiales Maquina taladradora Horizontales Maquina taladradora de Tortea Maquina taladradora de husillos múltiples.

1. MAQUINA TALADRADORA DE COLUMNA: Estas maquinas se caracterizan por la rotación de un husillo vertical en una posición fija y soportado por un bastidor de construcción, tipo C modificado. La familia de las maquinas taladradoras de columna se compone de:  El taladro sencillo de transmisión por banda  la taladradora sensitiva  la taladradora de columna con avance por engranaje  la taladradora de producción de trabajo pesado  la taladradora de precisión  la taladradora para agujeros profundos. Los taladros de columna de alimentación por engranaje son característicos de esta familia de maquinas y se adaptan mejor para ilustrar la nomenclatura y componentes principales de este tipo de máquinas. Los componentes principales de la maquina son los siguientes:

 La base: soporta a la maquina y en algunos casos, cuando el tamaño y el peso lo hacen necesario, a la pieza misma.  La columna: es el miembro principal vertical sobre el que van montados otros componentes de la maquina en la correspondencia y alineamientos apropiados. Hay columnas de tipo caja, redondas o tubulares (más comunes.)  La caja de los engranajes: montada en la parte superior de la columna, aloja a los engranajes impulsores del husillo junto con los elementos para el cambio de las velocidades.  El motor: es del tipo reversible para permitir las operaciones de roscado. La potencia se transmite a la caja de engranajes por medio de un eje, bandas, o, en algunos caso, directamente por medio de coples. De cualquier forma, el motor va colocado usualmente en la parte posterior de la columna para un mejor balance.  El eje: es el miembro giratorio que impulsa a la broca. Està ranurado para poder deslizarse hacia arriba y hacia abajo a través de la caja de engranajes según se hace avanzar la brocao se la retira.  La cabeza: contiene los engranajes del avance, accionados por una barra de avances desde la caja de engranajes, y contiene los controles para la selección de los avances y de la dirección de giro. El avance se realiza realmente en esta máquina por medio de un eje hueco montado en la cabeza. Este eje hueco soporta y guía al husillo y ejerce la presión de avance. Se pueden proporcionar ciclos de avance automático en los que sin la atención del operario la broca entra en la pieza y se retira después de haber alcanzado la profundidad apropiada.  El husillo: está equipado con un agujero cónico para recibir el extremo cónico de las brocas, dispositivos para el montaje de las mismas, o de otras herramientas de corte que se utilicen en la maquina, tales como machos o escariadores.

 La mesa: está montada en la columna y se la puede levantar o bajar y sujetar en posición para soportar la pieza a la altura apropiada para permitir taladrar en la forma deseada.

Taladradora típica de columna y avance por engranajes con la identificación de los componentes principales.

Características técnicas de la taladradora de columna. Características generales: Clase de taladradora: de columna. Naturaleza del cabezal: de cono de poleas. Columna: cilíndrica. Características de capacidad: Capacidad de taladrado (diámetro máximo de taladrado). Distancia del husillo a la mesa. Características de trabajo: Potencia del motor. Gama de velocidades de giro del husillo porta-brocas. Gama de velocidades de avance del husillo 2. MAQUINAS TALADRADORAS RADIALES: Estas se identifican por el brazo radial que permite la colocación de la cabeza a distintas distancias de la columna y además la rotación de la cabeza alrededor de la columna. Con esta combinación de movimiento de la cabeza, se puede colocar y sujetar el husillo para taladrar en cualquier lugar dentro del alcance de la maquina, al contrario de la operación de las maquinas taladradoras de columna, las cuales tienen una posición fija del husillo.

Esta flexibilidad de colocación del husillo hace a los taladros radiales especialmente apropiados para piezas grandes, y, por lo tanto, la capacidad de los taladros radiales como clase es mayor que la de los taladros de columna. Los principales componentes del taladro radial son:  La base: es la parte básica de apoyo para la maquina y que también soporta a la pieza durante las operaciones de taladro. Los taladros radiales est5an diseñados principalmente para piezas pesadas que se montan mejor directamente sobre la base de la maquina. Algunas maquinas incluso tienen bases agrandadas para permitir el montaje de dos o más piezas al mismo tiempo para que no se tenga que interrumpir la producción en tanto se retira una pieza y se coloca otra en su lugar.  La columna: es una pieza de forma tubular soportada por, y que gira alrededor de, una columna rígida (tapada) montada sobre la base.  El brazo: soporta al motor y a la cabeza, y corresponde a la caja de engranajes de la máquina de columna. Se puede mover hacia arriba y hacia abajo sobre la columna y sujetarse a cualquier altura deseada.  La cabeza: contiene todos los engranajes para las velocidades y para los avances y así como los controles necesarios para los diferentes movimientos de la maquina. Se puede mover hacia adentro o hacia fuera del brazo y sujetar en posición el husillo de taladrar a cualquier distancia de la columna. Este movimiento, combinado con la elevación, descenso y rotación del brazo, permite taladrar a cualquier punto dentro de la capacidad dimensional de la maquina. Los taladros radiales son considerados como los caballos de trabajo del taladro; estas maquinas proporcionan una gran capacidad y flexibilidad de aplicaciones a un costo relativamente bajo. Además, la reparación es rápida y económica debido a que, pudiéndose retirar hacia los lados tanto el brazo como la cabeza, por medio de una grúa, se pueden bajar directamente las piezas pesadas sobre la base de la maquina. En algunos casos, cuando se trata usualmente de piezas grandes, los taladros radiales van montados realmente sobre rieles y se desplazan al lado de las piezas para eliminar la necesidad de un manejo y colocación repetidos. Los taladros radiales montados en esta forma son llamados maquinas del tipo sobre rieles.

3. MAQUINAS TALADRADORAS HORIZONTALES: Esta familia de maquinas se fabrica para operaciones de taladrado en general con el husillo montado horizontalmente, del tipo de maquinas de mesa, del tipo de sobre guías y unidades taladradoras independientes. Estas maquinas representan otra evolución estándar para resolver problemas de fabricación. La mayor parte del taladrado se hace verticalmente porque es preferible contar con la ayuda de la gravedad al hacer avanzar la broca. Pero algunas veces es imposible o inconveniente colocar la pieza para taladrado vertical. Entonces se emplea el taladro horizontal. En las maquinas especiales de uso sencillo hay muchas ventajas para el montaje horizontal del husillo. El taladro horizontal tiende a facilitar la remoción de las virutas y se presta bien para la automatización y para el diseño de máquinas taladradoras del tipo trasladable. a) Taladros Horizontales del Tipo de Mesa: son un desarrollo reciente, diseñados para facilitar el montaje de dispositivos muy precisos o controles numéricos. Una de las principales ventajas de estas maquinas descansa en el hecho de que la pieza se puede montar en una mesa rotatoria en donde se pueden programar piezas para ser taladradoras en los cuatro lados. b) Taladradoras del Tipo de Guías: son generalmente maquinas de un solo uso, diseñadas para desplazarse sobre guías planas o del tipo de barra. Aunque se puede visualizar inmediatamente muchas variaciones, es más fácil describir la maquina considerando una maquina de dos sentidos con unidades taladradoras diametrales opuestas. Las unidades de dos sentidos se caracterizan por la maquina o maquinas de doble extremo centrador diseñado para operaciones en donde se prefiera trabajar simultáneamente en los lados opuestos de la pieza. c) Unidades Taladradoras independientes: han llegado a ser muy populares y las hay disponibles en cierto número de tamaños estándar. Estas unidades utilizan todo tipo de dispositivos de avance. Normalmente, la

carrera de avance es corta y se realiza por medio de una leva, un tornillo, o algún otro medio mecánico, por presión hidráulica, o por medios electrónicos. Estas unidades se pueden colocar juntas en cualquier combinación para satisfacer un requerimiento específico de producción. 4. MAQUINAS TALADRADORAS DE TORRETA: En años recientes las maquinas taladradoras de torreta han aumentado su popularidad tanto para órdenes pequeñas como para operaciones de producción. Estas máquinas se caracterizan por una torreta de husillos múltiples. Las máquinas taladradoras de torreta permiten varias operaciones de taladrado en determinada secuencia sin cambiar herramientas o desmontar la pieza. Los componentes básicos de la máquina, excepto la torreta, son parecidos a los de las máquinas taladradoras de columna. Se dispone de taladros de tortea en una serie de tamaños desde la pequeña máquina de tres husillos montada sobre banco o mesa hasta la máquina de trabajo pesado con torreta de ocho lados. Para operaciones relativamente sencillas, la pieza se puede colocar a mano y la torreta se puede hacer avanzar a mano o mecánicamente, para ejecutar un cierto número de operaciones tales como las que se hacen en una máquina taladradora del tipo de husillos múltiples. Según se añaden a la operación controles más complicados, el taladro de tortea se vuelve más y más un dispositivo ahorrador de tiempo. El último uso del taladro de tortea es cuando se coloca en combinación con una mesa posicionadora para una colocación precisa de la pieza. Esta mesa puede tomar la forma de una mesa localizadora accionada a mano, una mesa posicionadora accionada separadamente y controlada por medio de cinta, o con topes precolocados; o puede tomar la forma de una unidad completamente controlada por cinta donde la mesa posicionadora y las operaciones de la máquina se coordinan en una sencilla cinta de papel perforado. 5. MAQUINAS TALADRADORAS DE HUSILLOS MÚLTIPLES: Esta familia de máquinas cubre todo el campo desde el grupo sencillo de las máquinas de columna hasta las diseñadas especialmente para propósitos específicos de producción. Las máquinas estándar de husillos múltiples: se componen de dos o más columnas, cabezas y husillos estándar, montados sobre una base común.

Los taladros de husillos múltiples facilitan la ejecución de una secuencia fija de las operaciones de taladrado por medio del desplazamiento de la pieza de estación en estación a lo largo de la mesa. Las aplicaciones más comunes de este tipo de máquinas son para eliminar el cambio de herramientas para una secuencia de operaciones. Aunque las máquinas taladradoras de husillos múltiples todavía se fabrican, están cediendo rápidamente su popularidad a las máquinas taladradoras de torreta.

ACCESORIOS PARA LAS MAQUINAS TALADRADORAS A pesar de la gran variedad de máquinas taladradoras diseñadas para cumplir con los requerimientos de los distintos trabajos, solamente se utilizan unas cuantas herramientas de corte básicas. La mayor parte del trabajo se ejecutará con brocas (para trabajar agujeros profundos en: acero, latón, aluminio, todas las medidas de 0.30mm a 5 mm), machos de roscar, y escariadores. Con menor frecuencia se utilizarán abocardadores, herramientas de refrentar, fresas cilíndricas de espiga, o herramientas de barrenar o mandrinar. Además, en las aplicaciones de producción, se utilizan brocas con parte de la faja de guía rebajada o portaherramientas múltiples para ejecutar múltiples operaciones, o para taladrar agujeros de más de un diámetro en un solo avance del husillo. Los accesorios para las máquinas taladradoras se proporcionan principalmente para suplementar las funciones básicas de un tipo dado de máquina taladradora y hacerla apropiada para un mayor campo de aplicación. Las cabezas taladradoras, por ejemplo, permiten que las taladradoras de husillos sencillos taladren simultáneamente agujeros múltiples haciendo posible utilizar cierto número de brocas movidas por una sola cabeza y un husillo. Estas cabezas taladradoras que proporcionan para montarse directamente en los husillos sencillos de la máquina estándar, o para montajes sobre bridas en las máquinas equipadas de tal forma. Estas cabezas de husillos múltiples se proporcionan en una gran variedad de tamaño y tipos, incluyendo modelos de husillos de posición fija y de posición ajustable.

Los dispositivos para roscar componen otra familia de accesorios para las máquinas taladradoras de tipo estándar. Hay disponibles mandriles roscadores especiales con mecanismo reversible construido en los mandriles mismos para mayor rapidez de las operaciones de roscado sin tener que invertir la rotación de la máquina. Se pueden añadir cabezas con guía por engranaje o por tornillo para mayor precisión del roscado en las máquinas que no estén equipadas con tales accesorios. Se dispone de muchos tipos de portaherramientas de cambio rápido para facilitar el cambio de las herramientas cuando se hace una secuencia de operaciones. Estos accesorios proporcionan una mayor velocidad de las operaciones, pero usualmente a expensas de algo de exactitud y rigidez, puesto que la unión entre la herramienta y el husillo se efectúa por medio de otra pieza y en algunos casos, por una pieza desmontable. Entre los portabrocas tenemos: con llave y sin llave. a. PORTABROCAS CON LLAVE. Modelo CBB, serie industrial”CHUCK”: Portabrocas con llave, para aplicaciones industriales que requieran las más duras condiciones de mecanizado. Equipado con rodamiento de bolas, que reduce la fricción en el mecanismo de apriete y permite aplicar mayor fuerza de apriete sobre el mango de la broca; todas las piezas están templadas y rectificadas. La corona dentada y el casquillo en una sola pieza eliminan la posibilidad de una rotura de los dientes. Capacidades de sujeción desde 10 hasta 25 mm. Fijación al taladro mediante conos Jacobs. b. PORTABROCAS AUTOMÁTICOS ESTÁNDAR. serie “CHUCK” modelo CKX: Ideal para taladradoras de persecución con una alta auto frecuencia. Sistema de auto apriete dotado de un dispositivo de cierre de seguridad que evita un posible desprendimiento de la herramienta en taladros percutores, o en máquinasherramientas con parada brusca del eje. Portabrocas de uso industrial, disponibles con fijaciones roscadas para taladros portátiles, y con fijaciones cónicas para maquinas-herramienta. Capacidad de sujeción desde 10 hasta 13 mm, de diámetro. Fijación a la máquina mediante roscas UNF, conos DIN-238 y conos jacobs.

c. PORTABROCAS AUTOMÁTICOS DE PRECISIÓN(sin llave) modelo SP, serie “LLAMBRICH”: El mecanismo de autoapriete incrementa automáticamente la fuerza de apriete en proporción al incremento de torsión durante el taladrado, y evita el deslizamiento de la herramienta en operaciones con giro a derechas. Para taladros de precisión estacionarios, fresadoras y equipos de taladro para la producción en general. Los componentes expuestos a desgaste están totalmente templados y rectificados para mantener la precisión y alargar la vida del portabrocas. Capacidades de sujeción desde 6 hasta 16 mm, de diámetro. Todos los portabrocas SP, son controlados individualmente para garantizar una excentricidad máxima de 0.04 mm, en el giro de la broca. Fijación a la máquina mediante conos DIN-238, conos jacobs y roscas UNF. d. PORTABROCAS AUTOMÁTICOS DE PRECISIÓN modelo SPS-SOLID (con espiga integrada y llave suplementaria), serie “LLAMBRICH”: El SPS-SOLID es un portabrocas automático de alta presión. Su ventaja consiste en que la espiga está integrada al casquillo interior del porta brocas.

Su diseño integral imposibilita la separación accidental entre espiga y portabrocas, y proporciona un conjunto de mayor solidez y precisión; la excentricidad acumulada se reduce a la mínima debido a su diseño compacto. El mecanismo de autoapriete incrementa automáticamente la fuerza de apriete en proporción al incremento de torsión durante el taladrado, y evita el deslizamiento de la herramienta en operaciones con giros a derechas. Se suministra con dos ranuras fresadas en el cuerpo del portarbrocas y una llave para aplicar un par de apriete suplementario. Mediante la llave y ejerciendo una acción moderada, se consigue un par de apriete hasta 3 veces superior al alcanzado con sujeción manual. Todos los portabrocas SPS-SOLID son controlados individualmente para garantizar una excentricidad máxima de 0.04 mm, en el giro de la broca. Capacidades de sujeción desde 8 hasta 16 mm, de diámetro. Fijación a la máquina mediante conos Morse y cilíndrico.

USOS Y APLICACIONES DE LAS MAQUINAS TALADRADORAS Las máquinas han sido diseñadas para usos especiales y muchas operaciones de gran producción en donde se requieren operaciones poco usuales. Todas reúnen las funciones básicas del taladrado, que son la rotación y el avance de una herramienta de corte, pero se limitan en su aplicación al trabajo especial para el que se han diseñado. Un ejemplo típico de tales variaciones es el de la máquina rectificadora por medio de barretas abrasivas. Esta máquina funciona en general como una máquina taladradora excepto que en lugar de la broca utiliza una herramienta rectificadora de expansión y que además el husillo debe tener un movimiento alternativo para que los bloques rectificadores corten a escuadra. Se dispone de máquinas rectificadoras del tipo de barretas tanto en la versión horizontal como en la vertical. Sin embargo, la tendencia general en el desarrollo de estas máquinas está mejor representada por las máquinas del tipo de transferencia o de paso a través de estaciones múltiples altamente automatizadas que se están utilizando con mayor frecuencia en la producción masiva. Estas máquinas son el resultado de la demanda de la industria por una producción más rápida y más económico y al mismo tiempo sencillo en su concepto. Estas máquinas consisten fundamentalmente en máquinas taladradoras estándar unidas por medio de equipo especial para el manejo de la materia de manera que se puedan hacer todas las secuencias de las distintas operaciones en el tiempo de una sola de ellas. No es necesario un control intermedio por el operario, manejo parcial de las piezas, ni preparación de herramental. En tanto que las máquinas especiales del tipo de transferencia están resolviendo los problemas de producción para los fabricantes en grandes volúmenes de piezas, la nueva tendencia hacia las máquinas estándar controladas numéricamente, igualmente capacitan a los productores de mediana o baja capacidad de producción a reducir sus costos.

OPERACIONES BASICAS DE LAS MAQUINAS TALADRADORAS

Todas las maquinas taladradoras se caracterizan por algún medio de rotación de la herramienta de corte y el avance de la misma a lo largo de su propio eje, dentro de una pieza estacionaria, para producir un agujero de aproximadamente el mismo tamaño que el de la herramienta de corte. De las dos funciones, el avance de la

herramienta de corte a lo largo de su eje es el más crítico y el de mayor consideración en el diseño de la maquina taladradora. Aunque esta función puede ser realizada mecánicamente, a mano o por medio de engranajes, o por sistema hidráulico, lo que la hace critica es la magnitud de la fuerza necesaria para el avance. Como un ejemplo, se necesita una compresión axial de 2000 lb. (908 Kg) para hacer avanzar una broca de 1 pulg. (2504 mm) a través de acero suave. La rotación de la broca es, por comparación, un asunto sencillo. La operación de taladrado va siempre acompañada de gran desprendimiento de calor, por lo que se impone una abundante lubricación con una mezcla de agua y aceite soluble . En cuanto exactitud, las máquinas taladradoras están limitadas por las características cortantes de la broca. Las brocas tienen tendencia a desplazarse según se las hace girar y avanzar, no importa la rigidez con que se hayan sujetado. Los centros de los agujeros variarán del 1% del diámetro de la broca desde su posición nominal. Las mismas máquinas taladradoras serán capaces de una mayor exactitud y trabajarán con tolerancias más estrechas tanto en la localización del agujero como en su figura geométrica cuando se las utiliza para operaciones posteriores, tales como escariado, o mandrinado con barra montada en lugar de la broca. Cuando se las utiliza para roscar, producirán buena roscas dentro de los límites de la clase 2, tanto con avance por engranaje como manual. Cuando el taladro este equipado especialmente para roscar con engranajes o tornillos de guía, se pueden cortar filetes de roscas más finos aún.

PROCESO DE MANDRINADO. Mandriladora: Máquina-herramienta para el mecanizado, mediante el arranque de viruta de la pared o el borde de un agujero ya perforado. Una mandriladora está compuesta especialmente por una herramienta giratoria y una mesa sobre la cual se fija la pieza que debe ser mecanizada; estos dos elementos pueden desplazarse el uno con respecto al otro, sea para realizar los ajustes previos, sea para el mecanizado propiamente dicho. Según las máquinas, su eje de trabajo es horizontal o vertical.

Cuando nos referimos a las operaciones de mandrinado en una maquina, hablamos del agrandamiento de un agujero existente, situado en un punto, para que pueda ser perfeccionado. Las maquinas están diseñadas para hacer acciones de finalizado como son las operaciones realizadas por las maquinas de taladrado fino o mandrinadoras. Estos tipos de equipos de precisión pueden ser usados para cortar contornos circulares si como agujeros cónicos. Además, estos alcanzan a tener una alta precisión en los diámetros de sus agujeros.

Estos pueden ser usados también para crear ranuras, así como canales asimétricos, adicionalmente a la labor de perfeccionar agujeros circulares, etc. La máquina de mandrinado es usualmente utilizada para hacer un mecanizado en grandes piezas, pero también puede ser utilizada para hacer perforaciones en pequeñas piezas que han sido previamente dibujadas en programas de diseño y que siguen un contorno automático de operaciones y tienen una alta consistencia en el mecanizado de piezas.

TIPOS DE OPERACIONES DE MANDRINADOS.

MANDRINADO DE UN SOLO FILO: Generalmente aplicado en operaciones de acabado, y para desbaste y acabado en materiales donde se requiere un control de virutas. El mandrinado con un solo filo puede ser también una solución cuando la potencia de máquina es el factor limitador.

MANDRINADO MULTI-FILO: Implicando dos ó tres filos de corte, es utilizado en operaciones de desbaste donde la prioridad es el promedio de material arrancado. Se puede mantener un alto nivel de productividad con dos ó tres plaquitas situadas en la misma posición axial, cada una trabajando con el avance por diente recomendado. Esto da como resultado un alto avance por revolución en el mecanizado del agujero.

filo filo

MANDRINADO ESCALONADO: Este se realiza con una herramienta de mandrinar con plaquitas situadas a diferentes alturas axiales y diámetros. Esto también mejora el control de viruta en materiales exigentes con las diferentes profundidades de corte entre 1,0 ó 1,5 veces la longitud del de corte. Profundidades de corte de 0,5 veces la longitud de pueden dividirse en dos cortes menores, generando virutas más pequeñas.

una

ESCARIADO: Es una operación de acabado fino realizada con herramienta multi-filo que permite obtener agujeros de alta precisión. Se consigue buen acabado superficial y tolerancias muy estrechas con una alta gama de penetración. Los agujeros previos deben de tener una tolerancia limitada y una pequeña profundidad de corte radial.

CLASES DEL PROCESO DE MANDRINADO. Dentro de las maquinas de mandrinado se cuentan con las madrinadoras horizontales y verticales. MAQUINA MANDRINADORA HORIZONTAL Está diseñada para agrandar agujeros existentes usando un punto sencillo de corte. Por lo tanto, esta maquina mandrinadora es ideal para mandrinar cañones y bujes. Si se le compara con otras maquinas, la maquina mandrinadora es capaz de alcanzar una alta precisión en el diámetro de los agujeros, además es capaz de cortar agujeros no circulares como si se tratara de puntas afiladas. Adicionalmente puede ser usada para mecanizar arrugas y forzar cortes. Esta maquina mandrinadora horizontal puede ser usada para taladrar, tornear y mandrinar, etc. Y además, es especialmente útil para mecanizar estructuras en forma de caja y piezas con grandes orificios en grandes distancias. Características

1. Están equipadas con guías rectangulares. La maquina mandrinadora se caracteriza por su alta velocidad y por su sistema de husillo. Por otro lado, ésta tiene una gran eficiencia de mecanizado, la cual es precisa y tiene una gran capacidad de taladrado. 2. El mandrinador horizontal viene con una herramienta de soporte radial que viene apoyada en el cabezal del mecanizado radial. Este también está provisto de un dispositivo de salida de lectura digital el cual tiene un lector con una precisión de 0.01mm y una precisión de posicionado de 005mm. 3. Está diseñada con un banco y una estructura de bancada, esta maquina mandrinadora provee una capacidad de trabajo incrementado. La maquina mandrinadora puede también ser equipada con una superficie de trabajo rotativa para reversa y finalizado del mandrilado. Máquina

mandrinadora CNC horizontal

Una

Máquina mandrinadora horizontal, esta originalmente diseñada para agrandar los agujeros que han sido ya perforados o moldeados, y de esta manera se pueden obtener diámetros con una gran precisión pero pueden ser utilizados como agujeros cónicos. Esta Maquina mandrinadora CNC puede referenciar con gran precisión y hacer operaciones repetitivas. Esta puede amordazar la pieza fuertemente y entonces hacer operaciones de acabado como fresado, perforado, ranurado, mandrinado y escariado.

Mandrinadora horizontal de columna móvil WRF 130 (WF 130) Características de la máquina: Producida con el uso de las más nuevas tecnologías, la madrinadora horizontal WRF 130 marca un paso más en la evolución de mandrinadoras del tipo horizontal. El fuerte ram (eje Z) contiene el husillo (eje W). El ram que representa el principal eje en la dirección del eje del husillo se compensa de forma automática de tal manera que mantenga la exactitud. La máquina consiste de la columna transversal (eje X) y mesa rotatoria de avance longitudinal (eje V/B). Las mesas rotatorias CNC T25 de 2000x2500, 2000x3000 o

2500x3000 mm son capaces de sostener piezas pesadas hasta 25000 kg. Piezas de aún más peso se pueden agarrar con las placas para sujeción.

El ram está fabricado de metal fundido para aumentar la rigidez de las operaciones que la máquina ejecuta en el eje W. El MEF (método de los elementos finitos) ha sido aplicado en la construcción de toda la máquina. La rigidez creada aumenta la fuerza del labrado del metal pesado. El diseño modular permite a los clientes que configuren la máquina según su demanda especificando el recorrido del eje X (desde 2400 hasta 30 000 mm), el recorrido del eje Y, la variedad de los cabezales, mesas y placas base. Los encoders lineales Heidenhain, el sistema de control de temperatura del ram y el sistema de deflección en el movimiento del ram contribuyen al alto nivel de precisión.

La bancada de eje X utiliza guías lineales de rodillas

Avance del cabezal es 900 mm para la ram y 730 mm para el husillo CNC Heidenhain, Siemens están en el espacio para el operario

El espacio para el operario se adaptar verticalmente por 1300 mm

MAQUINA MANDRINADORA VERTICAL.

mandrinadoras de columna vertical, series WF y WRF. a. 

WF está equipado con el husillo estándar Por encima del husillo, la serie WRF contiene el ram colineal de metal fundido.

El ram añade rigidez a las operaciones que requieren el eje W alargado para poder labrar piezas demasiado pesadas para la mesa ajustable adicional. Las dos versiones del ram representan la plataforma de amarre para una variedad de herramientas, cabezales angulares CNC y manuales, tan como soportes de barra del husillo, etc. El ram está impulsado por el servo motor (SIEMENS). Dos velocidades de cambio automático producen par suficiente para el labrado de metal pesado y vigoroso taladro de alta velocidad. Gracias a la fuerza axial del husillo de 25 000 N las máquinas también son capazas de labrado de gran potencia. Dos husillos a bolas en el eje Y con dos encoders Heidenhain tienen la función de controlar la deflexión del movimiento del ram.

OPERACIONES REALIZABLES. Las mandrinadoras se emplean principalmente para mandrinar agujeros de importancia sobre todo en piezas de formas irregulares como cilindros de máquinas de vapor, soportes de bielas, y en general, piezas que deben permanecer fijas y mandrinarse girando la herramienta. Las operaciones que pueden realizarse son las siguientes:

Mandrinado: Se realiza con herramientas en voladizo cuando son mandrinados cortos. Si se trata de mandrinados largos, se utiliza la barra de mandrinar. Taladrado: Aunque no es un trabajo propio de la mandrinadora, se realizan con frecuencia taladros utilizando brocas con mangos cónicos. Escariado: Se repasan los orificios con escariadores fijos o regulables. Refrentado: Se realiza esta operación utilizando el plato con el portaherramientas desplazable radial mente.

Roscado: En algunos tipos de mandrinadoras pueden darse avances al husillo, igual a los pasos normalizados de las roscas. Fresado: Es una operación frecuente en las mandrinadoras y se realiza con fresas montadas sobre el eje cuando son de pequeños diámetros o sobre el plato cuando se trata de fresas grandes. Utilizando un portaherramientas orientable especial puede fresarse en cualquier ángulo. Torneado: Si la mandrinadora va equipada con mesa circular dotada de rotación independiente pueden realizarse torneados.

USOS Y APLICACIONES DEL PROCESO DE MANDRINADO. La mandriladora es usada principalmente para efectuar alesados, es decir, el refrentado de un torno; pero estando la pieza quieta y girando la herramienta con un desplazamiento radial incorporado describiendo una hélice. Para el buen funcionamiento de esta máquina o herramienta se llevan a cabo una serie de movimientos de rotación con avance o sin él; generalmente en posición horizontal aumenta de diámetro (mandrina) orificio de piezas que permanecen fijas o avanzan hacia la herramienta. Los movimientos son: 1. Movimiento de corte por rotación de la herramienta. 2. Movimiento de avance por desplazamiento axial de la herramienta o por desplazamiento longitudinal de la pieza. 3. Movimiento de profundidad de pasada por desplazamiento radial de la herramienta. Movimientos de trabajo de la mandrinadora a. Con avance de la herramienta b. Con avance de la pieza.

1. El cabezal posee prácticamente tres movimientos: un desplazamiento en (z)

donde se mueve toda la carcasa; un movimiento en (x), donde se desplaza solo el huesillo principal, con avances automáticos, al igual que en un taladro (de ahí el nombre de fresa-taladro) y un movimiento de alesado (del cual toma el nombre de alesadora); que es el desplazamiento radial a medida que va girando. 2. La mesa tiene desplazamiento en X y Y, es decir, un desplazamiento horizontal y transversal. Adicionalmente posee un movimiento de giro en el eje Z simulando así al torno vertical. Con el movimiento de X y controlando el desplazamiento radial de la herramienta se puede ejecutar operaciones semejantes al torneado interior o barrenado, también llamado mandrinado, por lo que se le dice a la maquina mandinadora. La mandinadora es una maquina propia para el maquinado de piezas voluminosas y con superficies exactas, por la facilidad de movimientos que tiene y los sistemas propios de medición.

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