Manual de Limadora en Proceso

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MANUAL DE INSTRUCCIONES

LIMADORA / CEPILLADORA

Universidad de Pamplona

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FUNCIÓN La limadora es una máquina herramienta para el mecanizado de piezas por arranque de viruta, mediante el movimiento lineal alternativo de la herramienta o movimiento de corte. La mesa que sujeta la pieza a mecanizar realiza un movimiento de avance transversal, que puede ser intermitente para realizar determinados trabajos, como la generación de una superficie plana o de ranuras equidistantes. Asimismo, también es posible desplazar verticalmente la herramienta o la mesa, manual o automáticamente, para aumentar la profundidad de pasada. La limadora y la cepilladora se caracterizan por poseer un movimiento rectilíneo alternativo de vaivén y un avance intermitente, realizando la operación de una superficie reglada por la acción de una herramienta de filo único, entendiendo por superficie reglada a aquella generada a partir de una generatriz plana. En la Limadora, la herramienta tiene movimiento longitudinal principal y la mesa porta piezas tiene movimiento transversal de avance de carácter intermitente. En la Cepilladora, la herramienta tiene un avance transversal intermitente, mientras que la mesa porta piezas se mueve longitudinal y alternativamente. Esta limadora permite el mecanizado de piezas pequeñas y medianas y, por su fácil manejo y bajo consumo energético, es preferible su uso al de otras máquinas herramienta para la generación de superficies planas de menos de 1 metro de longitud.

Figura 1. Detalle de torreta portaherramientas.



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COMPONENTES PRINCIPALES DE UNA LIMADORA

Las partes de la limadora la podemos observar en la figura 1.1 y 1.2, la cual son las siguientes:

1. Volante para bajar o subir el carro Portaherramientas 2. Carro Portaherramientas (soporte portaherramientas) 3. Mordaza para sujeción de las piezas 4. Mesa 5. Soporte para apoyo de la mesa 6. Soporte para apoyo de la mesa 7. Bancada 8. Guías de deslizamiento horizontal de la mesa 9. Volante para accionamiento manual de la mesa 10. Tornillo para seleccionar recorrido del avance automático, y freno correspondiente 11. Tornillo para graduar el recorrido del carnero, y freno de fijación 12. Polea del embrague para accionamiento de los mecanismos 13. Palanca del embrague 14. Volante para situar el recorrido del carnero 15. Carnero o carro 16. Palanca para fijar el carnero en la situación seleccionada 17. Husillo para movimiento vertical del conjunto carro-mesa 18. Volante para mover manualmente el carnero, solamente con máquina parada 19. Eje para colocación de la palanca de accionamiento de subir y bajar carro-mesa



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Figura 1.1

Figura 1.2



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COMO TRABAJA UNA LIMADORA Las partes principales de la limadora, se distribuyen en: Bancada, Carnero y Mesa. Para entender el funcionamiento observemos la figura 1.3 y 1.4

Figura 1.3. Esquema de movimiento La bancada o soporte general es donde están colocados los mecanismos de marcha-parada, la caja de velocidades y los mecanismos que regulan el movimiento alternativo del carnero. El motor, gira y comunica el movimiento a la caja de velocidades, ésta lo transmite al eje O, el cual lleva un engranaje pequeño que hace girar la corona dentada. En el centro de dicha corona, están alojados los distintos mecanismos para conseguir que el gorrón G, accione el taco L, alojado en la biela ranurada B, que recibirá un movimiento angular alternativo alrededor del eje O y cuya amplitud dependerá del recorrido de L. Universidad de Pamplona


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Figura 1.4. Esquema de movimiento En el movimiento, se puede observar que la velocidad de desplazamiento en el movimiento de corte, es más lenta que en el movimiento de retroceso. La parte superior de la biela, termina en unos empujadores, que son los que accionan el movimiento alternativo del carnero. El carnero, es un carro con movimiento alternativo, en uno de sus extremos lleva la torreta orientable con el carro portaherramientas o Charriot, que se mueve con la acción del husillo y volante correspondiente. El portaherramientas puede girar sobre un eje, para que en el movimiento de retroceso se levante la herramienta y no roce sobre la pieza. Ver figura 1.7.

Figura 1.5



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TIPOS DE LIMADORAS 1. Limadoras mecánicas: a. Accionadas por biela oscilante son las más comunes b. Accionadas por cremallera.

2. Limadoras hidráulicas: En el caso de las hidráulicas el carnero se mueve por la acción de un émbolo que desliza en el interior de un cilindro solidario con la bancada de la máquina. La herramienta realiza un movimiento alternativo y la pieza puede avanzar de forma automática o manual.

MOVIMIENTOS DE TRABAJO DE LA LIMADORA 1. Movimiento de corte (C): por desplazamiento longitudinal de la herramienta.

2. Movimiento de avance (S): por desplazamiento transversal de la pieza.

3. Movimiento de profundidad de pasada (P): por desplazamiento vertical de la herramienta

Figura 1.6. Movimientos de una limadora



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Figura 1.7. Movimiento de corte y retroceso OPERACIONES MÁS FRECUENTES QUE SE REALIZAN EN UNA LIMADORA 

El planeado De superficies horizontales, verticales e inclinadas Ver figura 1.8

Figura 1.8. Planeado de superficies 

Ranurado (chaveteros o cuñeros)

El perfilado o formas que se pueden realizar como trabajos típicos de la limadora (Ver figura 1.9) son:   

El mecanizado de colas de milano El labrado de superficies cónicas El tallado de piñones cónicos para montajes espaciales



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Figura 1.9. Operaciones que se pueden realizar en una Limadora HERRAMIENTAS DE CORTE Las herramientas empleadas, son monofilo, parecidas a las del torno. El material de estas es generalmente acero rápido o acero de herramientas. Se utilizan dos tipos de herramientas ya que este proceso de mecanizado, permite hacer dos tipos de trabajo, de “Desbaste” y de “Afinado o Acabado”.

Figura 1.10 Universidad de Pamplona


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CASO a

TIPO DE HERRAMIENTA

f

Herramienta de devastar superficies horizontales, Izquierda o Derecha Herramienta de devastar superficies horizontales, acodada, de corte Izquierdo o Derecho Herramienta de Afinar, en punta para perfilar. Herramienta de Afinar, forma pala, para superficies Planas Herramienta de tronzar, acanalar o ranurar

g

Herramienta de corte lateral y para ejecución de ángulos vivos

h

Herramienta de Ranurar, de gancho, para ranuras en “T”

i

Herramienta para ejecución de redondamientos

j

Herramienta para ejecución de desahogos en ranurados - guiadores

k/n

Herramienta de Metal Duro (MD) y pastillas de Carburo Metálicos de características Análogas

b c/e

El movimiento principal lo tiene la herramienta, la cual va sujeta a una torre del brazo o ariete del cepillo. El movimiento de avance lo proporciona la mesa de trabajo por medio de un dispositivo llamado trinquete, el cual durante la carrera de trabajo de la herramienta no se mueve, pero al retroceso sí lo hace. El movimiento de penetración en el cepillo se logra por medio del ajuste de la mesa de trabajo.

Figura 1.11 Donde: Mp = Movimiento principal S = Avance Ret. = Retroceso a = Penetración



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Propiedades de las herramientas de corte: Dureza Tenacidad Resistencia al desgaste Resistencia en caliente Estabilidad química

    

Materiales de las herramientas de corte:     

Acero no aleado o de bajo C Acero rápido HSS Carburos cementados y recubiertos Materiales Cerámicos Diamantes sintéticos y Nitruro de boro cubico

Figura 1.12 Cara: Es la superficie o superficies sobre las cuales fluye la viruta (superficie de desprendimiento).

Flanco: Es la superficie de la herramienta frente a la cual pasa la viruta generada en la pieza (superficie de incidencia). Universidad de Pamplona


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Filo: Es la parte que realiza el corte. El filo principal es la parte del filo que ataca la superficie transitoria en la pieza. El filo secundario es la parte restante del filo de la herramienta.

Punta: Es la parte del filo donde se cortan los filos principales y secundarios; puede ser aguda o redondeada o puede ser intersección de esos filos.

Condiciones de corte: Debido al movimiento de avance y retroceso rectilíneo para efectuar el corte, en los extremos de la carrera el cabezal porta herramienta o la mesa porta pieza se detiene cambiando de sentido el movimiento, siendo en esos puntos la velocidad de desplazamiento nulo y variable en los puntos intermedios. Se toma un valor medio de la velocidad de trabajo, dependiendo el mismo del tipo de material a trabajar, de la herramienta utilizada, de su enfriamiento y de los esfuerzos que se generan debido a las masas desplazadas en el movimiento. A continuación se transcribe una tabla con velocidades de corte y de avances en el cepillado:

VELOCIDADES DE CORTE Y AVANCE EN EL CEPILLADO Material a trabajar

Material de herramienta

Velocidad de corte m/min

Avance en mm

Acero de Construcción

Acero al Carbono

6 a 12

0,1 a 8

Acero Rápido

10 a 30

0,2 a 12

Acero al carbono

5 a 10

0,1 a 8

Acero rápido

10 a 25

0,2 a 12

Acero al carbono

5 a 10

0,1 a 8

Acero rápido

10 a 20

0,2 a 12

Acero al carbono

10 a 20

0,1 a 10

Acero moldeado

Fundición de hierro

Bronce, latón, etc.



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Metales ligeros

Acero rápido

20 a 30

0,2 a 12

Acero al carbono

10 a 25

0,1 a 10

Acero rápido

25 a 50

0,2 a 12

VELOCIDAD DE CORTE PARA LIMADORA VELOCIDADES DE CORTE EN M/MIN. Material de la Herramienta Material a Trabajar Acero al Acero Acero Duro Carbono Rápido Fundición Fundición Maleable Acero Dulce ( KZ = 35 a 60 K/mm2 ) Acero Semiduro Acero Moldeado Acero Duro ( KZ = 65 a 90 K/mm2 ) Acero Muy Duro ( KZ = 90 a 120 K/mm2 ) Bronce – Latón Bronce Latón - Cobre



5 a 10 _ 6 a 12

14 10 14

15 a 70 10 a 60 20 a 100

_ 5 a 10 _

_ _ 10 a 12

15 a 80 _ 10 a 60

_

8

_

10 a 20 _ _

_ _ _

_ 50 a 200 50 a 350

Cálculos en limado

VELOCIDAD MEDIOS:



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Dónde:

Vm es la media velocidad Vc es la velocidad de corte Vr es la velocidad de Retroceso, en la cual se calcula así (Vr = 2 x Vc) 

Dobles carreras / Minuto o Frecuencia de alternación:

Dónde:

L es la carrera l es la longitud de la pieza la es el recorrido anterior lu es el recorrido ulterior Sabiendo que:

la = 20mm y lu = 10mm



Tiempos principales:



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Donde:

t es el tiempo de una doble carrer una ta es el tiempo de la carrer de la corte (o avance) tr es el tiempo de la carrer una de retroceso

SUJECIÓN DE LA HERRAMIENTA El porta herramientas consta de un conjunto de elementos que sujetan y guían la herramienta. En el caso de la limadora, el órgano porta herramientas o cabezal recibe el movimiento de corte, a través del carro porta herramienta móvil (torpedo), y está compuesto de cinco partes principales:

1. Placa circular graduada e inclinable con guías a cola de milano. 2. Junto a ésta, otra placa rectangular con contra guías que colizan sobre las de la placa circular, gobernada por un manubrio a través de un sistema de tornillo y tuerca. 3. Placa porta herramienta orientable, que es bloqueable a voluntad por tuercas hexagonales, en la cual va articulada la pieza batiente. 4. Placa oscilante o batiente, junto a la cual se aprieta la herramienta con su estribo, de modo que facilite la carrera de retorno. 5. Morzeta de boca abierta o estribo con tornillo de fijación, que forman el montaje y la fijación de la herramienta.



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Figura 1.13 En las máquinas cepilladoras, los montantes y el carro porta herramientas transversales (traviesa móvil), soportan y guían el o los carros porta herramientas. Cada carro (puede ser uno o dos) soporta y guía una placa orientable, un cabezal, un batiente y su soporte giratorio. La sujeción de la herramienta ocurre con los estribos. Las cepilladoras poseen también carros porta herramienta de acción lateral, ubicados en forma deslizante sobre las guías de ambos montantes.

Figura 1.14 Universidad de Pamplona


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La sujeción de la herramienta debe ser lo más corta posible para evitar que la misma se flexione.

Figura 1.15

Figura 1.16 A. Montaje correcto B. Montaje incorrecto

Figura 1.17 C. Montaje Compensado D. Montaje “Onti courb”



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Figura 1.18 E/F. Montaje inclinado para cepillado plano oblicuo

En el planeado de superficies horizontales, la maniobra del manubrio produce el descenso de la herramienta, dando lugar al movimiento de penetración. La magnitud del valor necesario del espesor de viruta se consigue mediante un tambor graduado en 0,1 mm. que permite tomar exactamente la profundidad de pasada necesaria. En el caso de que se trabajen superficies oblicuas o laterales, la maniobra anterior pasa a llamarse avance descendente, para lo cual es necesario hacer girar el porta herramientas. Los avances manuales descendentes de la limadora son posiblemente la única operación en la cual el operador mantiene en forma constante la mano sobre el comando del avance descendente, debiendo accionarlo en cada pasada. La pieza que se va a mecanizar debe fijarse sobre la mesa de la limadora, la cual está montada en el frente del montante, y debe poder moverse en forma horizontal y vertical (en cruz). La mesa de trabajo constituye el órgano porta piezas de la limadora y la cepilladora. Se caracteriza por su forma acajonada hueca, es de fundición y ofrece tres caras planas y perpendiculares entre sí, que vienen a constituir otras tantas superficies de referencia. En su cara superior, las ranuras en “T” longitudinales aseguran el paso de bulones de anclaje de cabeza cuadrada para la fijación de las piezas o de una morsa. Sus caras laterales también admiten ranuras en “T” y agujeros pasantes para bulones de sujeción.



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