Maquinas Rectificadoras Final

MAQUINAS RECTIFICADORAS

INDICE

1. Introducción 2. Rectificado

3. Maquina rectificadora 3.1. Definición y partes de una Maquina Rectificadora 3.2. Tipos de Máquinas Rectificadoras 3.2.1. Rectificadoras Planas o de Superficie 3.2.1.1. Rectificadoras Frontales 3.2.1.2. Rectificadoras Tangenciales 3.2.2. Rectificadoras Cilíndricas 3.2.2.1. Rectificadoras Cilíndricas Externas 3.2.2.2. Rectificadoras Cilíndricas Internas 3.2.3. Rectificadoras sin Centros 3.2.4. Rectificadoras Universales 3.2.5. Rectificadoras CNC 3.2.6. Rectificadoras Especiales 3.2.7. Otras Maquinas Rectificadora Rectificadoras s 3.2.7.1. Maquina Lapeadora 3.2.7.2. Joneadora 3.2.7.3. Rectificadora Electroquímica

4. Materiales y Usos de la Rectificadora 4.1. Amoladora 4.1.1. Muela de Rectificar 4.1.2. Propiedades 4.1.3. Operaciones de Rectificado en las que que la Muela Muela se Emplea Emplea 4.1.4. Características 4.1.4.1. Abrasivas 4.1.4.2. Aglutinante 4.2. Granos 4.2.1. Tamaño de Granos 4.2.2. Estructura o Espaciamiento de Granos 4.2.3. Velocidades 4.2.4. Avances 4.2.5. Profundidad de Corte

Tecnología Industrial

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5. Operaciones de Rectificado 5.1. Rectificado Plano 5.2. Rectificado Cilíndrico 5.3. Acabado Superficial 5.3.1. Pulido Basto 5.3.2. Pulido Fino (Pulimentado) 5.3.3. Súper Acabado 5.3.4. Labrado Ultrasónico 5.3.5. Lustrado

6. Tipos de Rectificado 6.1. Rectificado para Superficies Cilíndricas Exteriores 6.2. Rectificado para Superficies Cilíndricas Interiores 6.3. Rectificado Rectifica do Labrado, Abrasivo y Acabado 6.4. Rectificado Plano con Muela Frontal 6.5. Rectificado Plano con Muela Tangencial 6.6. Rectificado sin Centros 6.7. Rectificado de Perfiles 6.8. Rectificados Especiales

Conclusiones Bibliografía


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5. Operaciones de Rectificado 5.1. Rectificado Plano 5.2. Rectificado Cilíndrico 5.3. Acabado Superficial 5.3.1. Pulido Basto 5.3.2. Pulido Fino (Pulimentado) 5.3.3. Súper Acabado 5.3.4. Labrado Ultrasónico 5.3.5. Lustrado

6. Tipos de Rectificado 6.1. Rectificado para Superficies Cilíndricas Exteriores 6.2. Rectificado para Superficies Cilíndricas Interiores 6.3. Rectificado Rectifica do Labrado, Abrasivo y Acabado 6.4. Rectificado Plano con Muela Frontal 6.5. Rectificado Plano con Muela Tangencial 6.6. Rectificado sin Centros 6.7. Rectificado de Perfiles 6.8. Rectificados Especiales

Conclusiones Bibliografía


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1.

Introducción

El rectificado es el trabajo de mayor importancia en la construcción de máquinas y en todo aquel tipo de construcciones mecánicas que requieran ajustes y tolerancias. Dicha importancia se debe a la necesidad creada por el constante progreso de la industria mecánica y la conveniencia de dar a las superficies deslizantes deslizantes una mayor resistencia al desgaste. A lo largo de la historia el hombre hombre siempre ha buscado tecnologías tecnologías que le permitieran el afilado de sus herramientas. El procedimiento usual para realizar este proceso ha sido, durante siglos, el afilado a mano mediante la piedra. Inicialmente la piedra se mantenía estática y el filo del arma o herramienta se movía convenientemente presionando sobre aquella. Posteriormente Posteriormente el proceso empezó a realizarse de modo inverso, manteniéndose fija la pieza a afilar y moviendo la piedra. Un avance tecnológico lo constituyeron los primeros tornos de afilar, consistentes en una piedra giratoria montada sobre un eje y movida de forma manual o a pedal. Por otra parte el rectificar es aquella acción de corregir una pieza principalmente sacando material y en algunos casos sustituyendo por piezas postizas, también podemos decir que son procesos para corregir las dimensiones dimensione s y alisar las superficies de materiales duros como metales, vidrio o gemas preciosas y semipreciosas En el trabajado del metal se emplean dos operaciones de acabado especiales, el rectificado y el bruñido. El rectificado mejora la precisión y el acabado de cilindros de automóvil, cilindros hidráulicos y otras piezas similares. La máquina rectificadora rectificadora está formada por cuatro piedras abrasivas de grano fino fijadas a una herramienta extensible que se hace girar y oscilar lentamente dentro del cilindro hasta lograr el acabado y el diámetro deseados.


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2. Rectificado El rectificado tiene por finalidad corregir las imperfecciones de carácter geométrico y dimensional que se producen durante las operaciones de manufactura de piezas, ya sea por maquinado o por tratamiento térmico. Este último caso es particularmente importante para el acero, ya que las piezas son calentadas y sumergidas en un baño de enfriamiento con lo cual sufren deformaciones más o menos pronunciadas. Por lo tanto, con el rectificado se pueden corregir: excentricidad, circularidad, rugosidad, etc. y por otro lado, llevar las dimensiones de una pieza a las tolerancias especificadas según su diseño. Hoy en día este proceso también se ha ampliado a piezas de acero sin templar, bronces, aluminio y fundición. La máquina utilizada para rectificar se llama rectificadora. La herramienta con la que se rectifica se llama muela o piedra de rectificar. El movimiento principal del equipo lo da la muela que gira a alta velocidad y el movimiento secundario lo tiene la pieza y la herramienta.

3. Maquina Rectificadora 3.1.

Definición y Partes

La rectificadora es una máquina herramienta, utilizada para realizar mecanizados por abrasión, con mayor precisión dimensional y menores rugosidades que en el mecanizado por arranque de viruta. Las piezas que se rectifican son principalmente de acero endurecido mediante tratamiento térmico. Para el rectificado se utilizan discos abrasivos robustos, llamados muelas. El rectificado se aplica luego que la pieza ha sido sometida a otras máquinas herramientas que han quitado las impurezas mayores, dejando solamente un pequeño excedente de material para ser eliminado por la rectificadora con precisión. A veces a una operación de rectificado le siguen otras de pulido y lapeado, como por ejemplo en la fabricación de cristales para lentes.


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1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Banco de la Maquina Guias Mesa de la Maquina Carrito para Cabeza Rectificadora Alimentacion para Herramienta de Rectificar Motor para Muela Cabeza Rectificadora Sistema Refrigerante Unito Electrico

3.2.

Tipos de Maquinas Rectificadoras

3.2.1.

Rectificadoras planas o de superficie

Estas máquinas son las que presentan el manejo más sencillo, ya que constan solamente de un carro longitudinal que otorga el movimiento de translación a la pieza y la muela, que imprime el movimiento de rotación. Se distinguen dos subtipos según la posición de la muela:

3.2.1.1.

Rectificadoras Frontales

La muela gira sobre un husillo vertical, trabaja plana contra la pieza y se desplaza con un movimiento rectilíneo. Se utilizan generalmente para la eliminación rápida del material, aunque algunas máquinas pueden lograr una elevada precisión. 3.2.1.2.

Rectificadoras Tangenciales La muela gira sobre un husillo horizontal, trabaja de canto sobre la pieza y se desplaza con un movimiento circular y


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pendular. Se utilizan para trabajos de alta precisión en superficies planas sencillas, superficies abocinadas o inclinadas, ranuras, superficies planas próximas a hombros, superficies empotradas y perfiles. Como lo implica su nombre, estas rectificadoras se emplean para piezas planas, generalmente mecanizadas en otras máquinas del taller, como tornos, fresadoras y limadoras. Las piezas fijan a la mesa mediante una placa de sujeción magnética y se pueden mover manual o mecánicamente bajo la muela abrasiva. La máquina está provista de una bomba interna y una red de tubos para la aplicación y recirculación automática de un líquido refrigerante para la pieza y la muela. La figura de abajo esquematiza las partes principales de una rectificadora tangencial. Las piezas mecanizadas con este tipo de rectificadoras son, por ejemplo, cojinetes, matrices, guías, placas, aros o segmentos de pistón, moldes, pines y perfiles para utillajes. Las dimensiones de las piezas pueden variar entre 40 cm y 6 metros de largo, y entre 70-80 cm y 1 metro de largo, lo que da una idea de las dimensiones y solidez de las máquinas.


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3.2.2. Maquinas Cilíndricas

La rectificadora cilíndrica puede funcionar de una variedad de formas, sin embargo, la pieza debe tener un eje central de rotación. Esto incluye pero no se limita a las formas tales como un cilindro, un cono, una elipse, una leva o un cigüeñal. También se distinguen varios subtipos:

3.2.2.1.

Rectificadoras Cilíndricas Externas

El rectificado se realiza en la superficie externa de una pieza entre centros, los cuales permiten la rotación de la misma. A su vez, la muela también gira en la misma dirección cuando entra en contacto con la pieza, tal como muestra la siguiente figura.


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Dónde: a) representa el movimiento de rotación de la muela; b) representa el movimiento de rotación la pieza; c) representa el avance en profundidad que determina el espesor de la viruta y d) representa el avance lateral, ya sea de la pieza (esquema 1) o de la muela (esquema 2).

3.2.2.2.

Rectificadoras Cilíndricas Internas

El rectificado se realiza en el interior de una pieza. La muela abrasiva es siempre menor que el ancho de la pieza. Un anillo metálico sostiene a la pieza, imprimiéndole el movimiento, como indica la siguiente figura.

Dónde: a) cabezal del husillo portapieza; b) anillo metálico de sujeción; c) pieza; d) muela; e) husillo portamuela; f) cabezal del husillo portamuela.


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3.2.3. Rectificadoras sin Centros

Este tipo de máquinas rectifican piezas cilíndricas de dimensiones pequeñas, como casquillos, bulones o pasadores. El mecanismo consta de dos muelas que giran en el mismo sentido, entre medio de las cuales se coloca la pieza, sin sujeción (por eso el mecanismo se denomina “sin centros”) que gira en sentido opuesto al de las muelas, impulsada por el movimiento de la muela de arrastre, que está inclinada un cierto ángulo de entre 1 y 5 grados, dependiendo de la dureza del material a rectificar y del diámetro de la pieza. La figura de abajo muestra un esquema del proceso. Dónde: a) guía; b) muela; c) muela de arrastre y se observa la pieza cilíndrica entre ambas muelas.

3.2.4. Rectificadoras Universales

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 Tecnología Industrial

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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.

3.2.5. Rectificadoras CNC

Hoy en día, el avance tecnológico ha introducido en el mercado las rectificadoras con control CNC para todos los tipos vistos más arriba, las cuales reúnen una serie de ventajas con respecto a las convencionales, entre las que podemos mencionar: 

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Unificación de movimientos para el rectificado (superior, frontal e inferior) en una sola máquina Total automatización, con mínima intervención del operario Mayores dimensiones de la máquina, lo que posibilita rectificar piezas de gran tamaño Sistemas de sujeción magnética de la pieza Disponibilidad de diversas formas de bancadas o mesas de trabajo Mejoramiento de los tiempos y la precisión del rectificado Incoporación de servomores para cada eje, lo que permite un posicionamiento más preciso de la pieza control automático del estado de las muelas Posibilidad de programar coordenadas cartesianas y establecer la distancia exacta de rectificado Funcionamiento en un entorno cerrado, sin proyección externa de virutas, polvo o residuos

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3.2.6. Rectificadoras Especiales

Para el rectificado de piezas con cierta geometría mecánica o que contienen orificios y que no pueden girar sobre sí mismas se utilizan máquinas especiales, cuyo tamaño es por lo general de pequeñas dimensiones y envergadura, que reciben el nombre de rectificadoras especiales. Poseen un husillo vertical (a veces denominado husillo planetario) cuya muela, además de girar, realiza una traslación circular. Estas máquinas se utilizan, por ejemplo, para rectificar una infinidad de piezas, tales como, entre otros, dientes de engranajes, perfiles, ruedas dentadas, roscas, cilindros de laminación, guías de bancada, pastillas de freno, estrías, fresas madre, rodamientos, radios, álabes de turbina y trenes de aterrizaje de aviones. En lo que respecta a la principal herramienta de las rectificadoras, la muela, existe una variedad de muelas de diversas f ormas y tamaño de grano, todas normalizadas por estándares internacionales, cuyas características veremos en próximos artículos.


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3.2.7. Otras Rectificadoras

3.2.7.1.

Maquina Lapeadora

En esta máquina se prepara la superficie cortante impregnando granos de abrasivo en una placa relativamente blanda que sostiene, mientras se imparte un movimiento relativo a la pieza de trabajo. Por este método se obtiene una igualdad de superficie excepcional, pero la rapidez de corte es muy baja. El control de temperatura es crítico para el lapeado de precisión. 3.2.7.2.

Joneadora

Se usa para el dimensionado con precisión de orificios o agujeros previamente maquinados. Esta máquina se puede usar ya sea para joneado externo o interno de la pieza de trabajo dentro de un intervalo de tamaño, y a menudo se le dota de aditamentos para el movimiento mecánico de la pieza de trabajo a lo largo del mandril de joneado.

3.2.7.3.

Rectificadora Electroquímica

Esta es en realidad una máquina para recubrimientos electrolíticos, operada a la inversa. La acción electroquímica remueve el material de la pieza de trabajo (ánodo), pero se forman óxidos aislantes en el proceso. El abrasivo sirve principalmente para remover los óxidos de manera que pueda continuar el proceso de separación electrolítica. La rueda abrasiva es por lo general una rueda impregnada de diamante, por conductividad, y las ruedas duran un t iempo muy largo. Este tipo de máquina se usa con frecuencia en el afilado de herramientas de corte de una sola punta, de carburos para tornos, y en herramientas para cepillos.


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4. Materiales y Usos de la Rectificadora

4.1.

Amoladora

Se llama amoladora a una máquina herramienta también conocida como muela, que consiste en un motor eléctrico a cuyo eje de giro se acoplan en ambos extremos discos sobre los que se realizan diversas tareas, según sea el tipo de disco que se monten en la misma. Los discos de material blando y flexible, se utilizan para el pulido y abrillantado de metales mientras los de alambre se emplean para quitar las rebabas de mecanizado que puedan tener algunas piezas. También pueden ser de material abrasivo, constituidos por granos gruesos o granos finos. Los primeros se utilizan para desbastar o matar aristas de piezas metálicas, mientras que los segundos sirven para afilar las herramientas de corte (cuchillas, brocas, etc.) También puede emplearse para cortar cerámicas. Cuando se trabaja en estas máquinas hay que adoptar diversas medidas de seguridad, especialmente proteger los ojos con gafas adecuadas para evitar que se incrusten partículas metálicas en los ojos.

4.1.1. Muela de rectificar

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 realizado 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. De esta manera se pueden cumplir límites de tolerancias que por otros procesos de mecanizado no Tecnología Industrial

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sería posible alcanzar como por ejemplo IT5 frente a IT8 en cilindrdo exterior que se conseguía en el torno. 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.

4.1.2. Propiedades

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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 viruta generada no deformada es del orden de 10-6 m 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. La velocidad de arranque de material es muy bajas, del orden de 300mm3 /min

4.1.3. Operaciones de Mecanizado en las que se emplean las Muelas

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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.


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MAQUINAS RECTIFICADORAS 

Procesos industriales de superacabado: aumenta más si cabe que en el anterior caso el resultado final, obteniendo las mejores calidades posibles en mecanizado, creando muy poca cantidad de viruta debido a su baja eliminación de material.

4.1.4. Características

Una muela está constituida por el grano abrasivo y el aglutinante.

4.1.4.1.

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: 

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Que todos los granos tengan el mismo tamaño, ya que esto afecta al acabado superficial final. 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).


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Disco de Diamante

4.1.4.2.

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 aglutinante es su capacidad de conservar el abrasivo ante los esfuerzos de corte y fuerzas centrifugas.    

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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: Cerámico: son los más empleado 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 matrial en cuaya superficie se pone una capa de material más blando (tipicamente 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. Página 16


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. Superficies de contacto entre el material y muela pequeñas. Materiales blandos.

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4.2.

Granos Abrasivos

El grano abrasivo es la herramienta que sirve para desgastar o pulir por fricción. Las propiedades más importantes de un grano abrasivo son: alta dureza, tenacidad y perfiles con aristas de corte. Los abrasivos naturales como el esmeril y granate fueron los primeros granos que se utilizaron. En la actualidad solo se utilizan minerales sintéticos para los abrasivos de alta tecnología como: oxido de aluminio, carburo de silicio, zirconia y granos cerámicos. Los granos abrasivos se clasifican por tamaño de acuerdo con un estándar mundial establecido y se designan por un tamaño numérico de grano. En la medida que aumenta el número, menor es el tamaño del grano. El tamaño grueso de grano (un número menor) aumentará la velocidad de eliminación de material pero proporciona acabados más ásperos en la superficie. El tamaño fino de grano (números mayores) proporciona menos eliminación de material pero proporcionan acabados más finos. Los abrasivos revestidos, se conocen también como lijas, son herramientas empleadas en los más variados tipos de industrias y con las más diversas aplicaciones, con estos se pueden realizar desde desbastes hasta trabajos de pulido fino o acabado espejo. Las lijas están constituidas básicamente de un respaldo que es la base de la herramienta abrasiva, por granos abrasivos y por adhesivos de fijación y de revestimiento de los granos abrasivos. Se considera que independientemente de la sofisticación de los granos abrasivos, los respaldos, los adhesivos y los lubricantes que van en la construcción de las lijas, son los elementos más importantes para determinar su calidad.


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4.2.1. Tamaño de Granos

Para obtener una acción uniforme de corte, los granos abrasivos están graduados en varios tamaños, indicados por los números de 4 al 600. El número indica la cantidad de aberturas por pulgadas lineales en una criba estándar, a través de la que pasaría la mayor parte de ¡as partículas de un tamaño específico. Los granos cuyos tamaños van del 4 al 24 se llaman “gruesos”; los de 30 a 60 se denominan “medianos”, y los que van del 70 al 600 se conocen como “finos”. Los granos finos producen superficies más lisas que los gruesos, pero no pueden eliminar tanto metal como éstos. Los materiales aglomerantes tienen los siguientes efectos en el proceso esmerilado: 1. Determinan la resistencia y la velocidad máximas de la muela. 2. Determinan si la rueda debe ser rígida o flexible. •Establecen la fuerza disponible para retener las partículas. Si para desprender los granos se requiere sólo una pequeña fuerza, se dice que la muela es suave. Para los materiales suaves se utilizan muelas duras, y para los materiales duros, muelas suaves. Los materiales aglomerantes que se utilizan son los de vitrificado, silicato, caucho o hule, resinoides, lacas y de oxicloruro.


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4.2.2. Estructura o Espaciamiento de Granos

La estructura se relaciona con el espaciamiento de los granos abrasivos. Los materiales dúctiles y suaves requieren un mayor espaciamiento para acomodar las virutas relativamente grandes. Un acabado fino requiere una muela con poco espaciamiento intergranular.

4.2.3. Velocidades

La velocidad de las ruedas depende de su tipo, del material aglomerante y de las condiciones de operación. Las velocidades de las ruedas varían entre 4500 y 18000 pie/min (entre 1 400 y 5 500 m/min). Las velocidades de trabajo dependen del tipo de material, de la operación de esmerilado y de la rigidez de la máquina. Las velocidades de trabajo varían entre 15 y 200 pie/min. 4.2.4. Profundidad de Corte Las condiciones de esmerilado de desbaste determinan la máxima profundidad de corte. En la operación de acabado la profundidad de corte suele ser pequeña, de 0.0005 a 0.001 pulg (de 0.013 a 0.025 mm). Es posible lograr buen acabado superficial y poca t olerancia mediante el “chisporroteo” o dejando que la rueda se desplace sobre la pieza de trabajo sin aumentar la profundidad de corte, hasta que se apagan o extinguen las chispas Entre las máquinas de rectificado y labrado abrasivo se encuentran las siguientes:


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MAQUINAS RECTIFICADORAS  

     

Rectificadoras superficiales: de mesa oscilante o giratoria. Rectificadoras cilíndricas, para trabajo entre centros, sin centro, cigüeñal para conformado de roscas y engranes y para trabajo interno y en otras aplicaciones. Rectificadora de plantilla. Rectificadoras para herramienta y cortadores. Debastadoras para trabajos en piezas de fundición. Recortadoras y perfiladoras. Para labrado abrasivo, de banda, disco y material suelto. Para trabajo continuo, intermitente y vibratorio.

5. Operaciones de Rectificado

5.1.

Rectificado Plano

Consisten de un cabezal provisto de una muela y un carro longitudinal que se mueve en forma de vaivén en el que se coloca la pieza a rectificar. También puede colocarse sobre una plataforma magnética. Generalmente se utiliza para rectificar matrices, calzos y ajustes con superficies planas.

5.2.

Rectificado Cilíndrico

Consta de dos muelas y se utilizan para el rectificado de pequeñas piezas cilíndricas, como bulones, casquillos, pasadores, etc. Permite automatizar la alimentación de las piezas, facilitando el funcionamiento continuo y la producción de grandes series de la misma pieza. En este caso la superficie de la pieza se apoya sobre la platina de soporte entre el disco rectificador (que gira rápidamente). 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.


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5.3.

Acabado Superficial

Este proceso produce un terminado superficial extrafino; además, se eliminan las marcas de la herramienta y se alcanzan tolerancias muy estrechas. A continuación se analizan con brevedad algunos de estos procesos.

5.3.1. Pulido Basto Es un proceso abrasivo a poca velocidad. En él se utilizan piedras de grano fino abrasivas para eliminar cantidades muy pequeñas de metal, que por lo general dejan otros procesos de esmerilado. La cantidad de metal que se elimina suele ser inferior a 0.005 pulg (0.13 mm). Debido a las bajas velocidades se reducen el calor y la presión, obteniéndose un excelente control metalúrgico y de tamaño. 5.3.2. Pulido Fino (Pulimentado)

Es un proceso abrasivo de acabado superficial en el que partículas finas de abrasivo se introducen en un material como grasa, aceite o agua, y se embeben en un material blando, denominado pulimentador. Los pulimentadores metálicos deben ser mucho más suaves que el material de trabajo, y suelen estar hechos de hierro colado gris de grano pequeño. Cuando el hierro fundido no es adecuado, se utilizan otros materiales, como acero, cobre y madera. Puesto que el pulimentador cargado se frota contra una superficie, se eliminan pequeñas cantidades de material de la superficie más dura. La cantidad de material eliminado suele ser menos que 0.001 pulg (0.03 mm).

5.3.3. Superacabado

Es un proceso para mejorar las superficies en el que se eliminan fragmentos indeseables, dejando una base de metal sólido cristalino. Como en el pulido basto, también se utilizan piedras abrasivas finas, pero el tipo de movimiento es diferente. En este proceso se utilizan recorridos cortos muy rápidos, muy poca presión de acabado y no de dimensionado, y es posible suponerlo a otras operaciones de terminado. Tecnología Industrial

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5.3.4. Labrado Ultrasónico

En el labrado ultrasónico, el material se elimina de la pieza de trabajo mediante la proyección a muy alta velocidad de partículas abrasivas en una pasta aguada y por medio de la acción de un transductor ultrasónico.

5.3.5. Lustrado

Las ruedas lustradoras se hacen de diversos materiales muy suaves. Aunque el más utilizado es la muselina, para aplicaciones especiales también se utiliza franela, lino, henequén y papel grueso. Este proceso suele dividirse en dos operaciones: emparejado y abrillantado. La primera se utiliza para pulir la superficie y la segunda para producir el lustre intenso. Los abrasivos que se utilizan son polvos extremadamente finos de óxido de aluminio, trípoli (un silicio amorfo), pedernal o cuarzo, carburo de silicio y óxido rojo de hierro.

6. Tipos de Rectificado

6.1.

Rectificado para Superficies Cilíndricas Exteriores

Estas máquinas efectúan un trabajo a que están destinadas realizando el esquema de movimientos que se describe a continuación. El movimiento de corte consiste en una rápida rotación de la muela en torno a su eje, con un sentido tal que la velocidad periférica en la zona de contacto con la pieza se dirija hacia abajo. Esta velocidad debe ser la máxima posible en compatibilidad con la resistencia de la muela, cuyo aglomerado está solicitado por fuerzas centrífugas. Para el rectificado de cilindros exteriores de acero con muelas de aglomerado cerámico pueden alcanzarse velocidades periféricas de 20-30 m/s. El movimiento de avance periférico pertenece a la pieza y consiste en una rotación en torno a su propio eje. Su sentido tiene que producir una velocidad relativa entre la pieza y la muela igual a la suma de ambas velocidades y simultáneamente debe impedir una acción de arrastre Tecnología Industrial

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sobre la pieza. Sirve para alimentar, en una sección transversal dada, nuevo material para arrancar y, por tanto, su velocidad depende del propio material, de la profundidad de la pasada y de la longitud del arco de contacto entre la pieza y la muela. Para los aceros es de 8-15 m/mn y llega a 40 m/mn para las aleaciones ligeras. El movimiento de avance axial es una traslación axial de la pieza para la alimentación longitudinal. Su entidad (expresada en mm/vuelta de la pieza) depende del material en elaboración, de las dimensiones de la pieza, del grado de acabado deseado y, en todo caso, no debe superar el valor de la anchura de la muela. El movimiento de regulación radial es intermitente; se comunica a la muela al final de cada pasada completa y la desplaza una longitud igual a la profundidad de la pasada. En el rectificado exterior para el desbastado de los aceros, las pasadas suelen ser de 0,02-0,06 mm y para el acabado, de 0,005-0,02 mm. La máquina está constituida por una bancada que actúa como armadura y tiene en su parte superior las guías horizontales longitudinales sobre las que está montada la mesa porta piezas y las cortas guías transversales, perpendiculares a las anteriores, necesarias para la regulación gradual de las posiciones del cabezal portamuelas. En la bancada están contenidos el motor y los mecanismos del movimiento de avance de la mesa, en el caso de accionamiento mecánico obtenido con piñón y cremallera, o la bomba y los circuitos cuando el accionamiento es con cilindros hidráulicos. Contiene también el circuito de refrigeración, constituido por un gran depósito de decantación, una electrobomba y un filtro o separador magnético de las limaduras. El cabezal portamuelas incluye el motor eléctrico con movimiento de corte, que pone en rotación el husillo portamuelas con una transmisión de correas trapeciales. El árbol del husillo, generalmente rotatorio con velocidad única, está montado sobre cojinetes de juego regulable y con lubricación especialmente cuidada por la gran precisión requerida por el rectificado. La muela, por su fragilidad, está montada sobre el árbol entre platinas de gran diámetro y con discos clásicos interpuestos. Los movimientos del cabezal portamuelas son trasversales y pueden ser manuales (obtenidos con tornillos micrométricos), automáticos continuos, o bien intermitentes al final de cada carrera o presentando periódicamente a la pieza un calibre de control tarado previamente. El cabezal porta piezas está montado sobre unas pequeñas guías practicadas en la mesa y se fija sobre ésta en la posición impuesta por Tecnología Industrial

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las dimensiones de la pieza. Contiene los mandos del movimiento de avance periférico, es decir, el motor y el cambio de velocidades, que puede ser hidráulico o mecánico de conos de poleas. Para trabajos entre puntas se dispone de un contracabezal, fijado sobre guías a la mesa y dotado de una contrapunta y también, generalmente, de un dispositivo avivador del grano de las muelas. El esquema de los movimientos se modifica en las rectificadoras para piezas de grandes dimensiones, en las cuales el movimiento de avance axial lo efectúa el grupo portamuelas.

6.2.

Rectificado para Superficies Cilíndricas Exteriores

Estas máquinas realizan los mismos movimientos relativos entre pieza y herramienta que las ya citadas para exteriores y adoptan soluciones cinemáticas y de accionamiento análogos, pero con complicaciones derivadas de la clase especial del trabajo. El hecho de tener que trabajar superficies interiores impone límites a las dimensiones de la muela que, por tanto, para trabajar con velocidades de corte económicas debe poseer velocidades angulares muy altas y necesita frecuentes avivados del grano. Esto implica la existencia de un dispositivo mecánico para la recuperación del error producido. Como se ha indicado, el movimiento de trabajo se asigna a la muela, lo mismo que el movimiento de regulación radial; mientras que el movimiento de avance periférico lo realiza la pieza. Los dos tipos principales de rectificadores para interiores se clasifican partiendo de la forma del movimiento de avance axial. En el tipo de avance axial de la pieza, adaptado al trabajo de piezas de dimensiones no excesivas, la pieza, bloqueada en el árbol del cabezal por un auto centrador, se desplaza con la mesa que se desliza por unas guías longitudinales situadas en la parte izquierda de la bancada. Entre el cabezal y la mesa se halla un disco orientable para la rectificación de orificios cónicos. A la derecha de la bancada existen unas guías transversales para el cabezal portamuelas.


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Para el rectificado de orificios en piezas asimétricas y de grandes dimensiones existe una tercera solución en cuyo esquema cinemático se asigna a la muela, aparte del movimiento de trabajo, uno planetario en torno al eje de la superficie por rectificar; las regulaciones radiales se efectúan variando el inter eje entre la muela y el orificio. Según los tipos, el movimiento axial de avance puede asignarse a la muela directa o a la pieza.

6.3.

Rectificado Labrado, Abrasivo y Acabado

El trabajo con esmeril es un proceso en el que se desprenden virutas o rebabas mediante aplicación de aristas afiladas muy pequeñas de partículas duras, que suelen ser de material sintético. En muchos casos partículas abrasivas (esmeril) están aglomeradas forma do ruedas de diferentes formas y tamaños. En aquellas ocasiones en que estas ruedas, llamadas muelas, se utilizan para producir dimensiones exactas superficies lisas, el proceso de esmerilado se denomina rectificado. Cuando el objetivo principal es la eliminación rápida de metal para obtener una forma deseada o dimensiones aproximadas, el proceso se denomina labrado abrasivo. Si las finas partículas abrasivas se utilizan para producir superficies muy lisas y mejorar la estructura metalúrgica de la superficie para una mejor apariencia, proceso se denomina acabado.


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6.4.

Rectificado Plano con Muela Frontal

En este sistema el eje de la muela es perpendicular a la superficie que debe rectificarse. Por consiguiente, la muela, que es cilíndrica, ataca la pieza por su cara frontal, mientras gira a una velocidad de corte VM determinada (movimiento de corte); al mismo tiempo avanza periódicamente en dirección axial hacia la pieza, lo que constituye el movimiento de penetración av que ocasiona la profundidad de pasada. La pieza se desplaza longitudinalmente a una velocidad VP y transversalmente con un avance at si el ancho a rectificar es mayor que el diámetro de la muela; no obstante, en algunas máquinas, estos movimientos los realiza la muela.

6.5.

Rectificado Plano con Muela Tangencial

La disposición básica de este procedimiento es el paralelismo existente entre el eje de la muela y la superficie a rectificar. La muela arranca la viruta trabajando por su periferia, lográndose así rectificados de mayor calidad superficial y precisión, debido al escaso contacto entre la pieza y la muela que, teóricamente, se reduce a la tangencia de una superficie plana con la cara lateral de un cilindro. La muela está animada de un movimiento de rotación sobre su eje vm al mismo tiempo que dispone de un desplazamiento vertical av al término de cada pasada completa. Por su parte, la pieza se mueve longitudinalmente para conseguir el avance o alimentación vp y también transversalmente at Tecnología Industrial

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cuando finaliza una pasada completa, en función del ancho de la muela y de la calidad que se desea obtener.

6.6.

Rectificado sin Centros

Es un procedimiento muy original. Consta de una muela de trabajo, que gira a velocidad VM y de otra de menor diámetro, llamada muela de arrastre que se mueve en el mismo sentido que la primera y cuyo eje está ligeramente inclinado. La pieza a rectificar se encuentra aprisionada entre el par de muelas y una regla de gran dureza, que la sostiene por su parte inferior. Dicha pieza, como consecuencia de la disposición particular de la muela de arrastre experimenta un avance longitudinal al mismo tiempo que gira sobre su eje.

6.7.

Rectificado de Perfiles

El rectificado de perfiles diversos exige la preparación previa de la muela a emplear de modo que ésta adquiera la forma que se desea obtener. Por consiguiente, la penetración de la muela sobre la pieza siempre será radial, ya sea rectilíneo o circular el perfil que se trabaje.


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6.8.

Rectificados Especiales

Se refieren a superficies especiales cuya rectificación suele ser problemática y exige, casi siempre, el empleo de maquinaria específica. Tal es el caso del rectificado de los filetes de una rosca, los f lancos de los dientes de una rueda dentada, el perfil de una leva, etc. El cigüeñal es colocado en la maquina rectificadora, con precisión exacta y teniendo en cuenta todas las medidas necesarias, una vez el cigüeñal instalado, se deben hacer las mediciones sobre los muñones de biela, y los muñones de bancada, con comparadores de carátula y micrómetros de exteriores. Una vez la medida está tomada perfectamente se procede a rectificar los muñones con una piedra de esmeril que va refrigerada, en este mecanizado ambas piezas están en movimiento. Se sabe que el mecanizado está terminado cuando la aguja del reloj comparador ya no tenga movimiento, esto significa que la medida a la que se quería mecanizar está a punto. Una vez rectificados los muñones de bancada, se hacen modificaciones a la posición del cigüeñal, haciendo que los muñones de biela al girar el cigüeñal, queden excéntricos, es decir giran sobre su propio eje, en este punto se deben rectificar por parejas de muñones, al terminar estos se reposición el cigüeñal para rectificar el otro par de muñones.


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Conclusiones

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El rectificado es el trabajo de mayor importancia en la construcción de máquinas y en todo aquel tipo de construcciones mecánicas que requieran ajustes y tolerancias. El rectificado tiene por finalidad corregir las imperfecciones de carácter geométrico y dimensional que se producen durante las operaciones de manufactura de piezas, ya sea por maquinado o por tratamiento térmico. La rectificadora es una máquina herramienta, utilizada para realizar mecanizados por abrasión, con mayor precisión dimensional y menores rugosidades que en el mecanizado por arranque de viruta. Hoy en día, el avance tecnológico ha introducido en el mercado las rectificadoras con control CNC para todos los tipos estudiados anteriormente, las cuales reúnen una serie de ventajas con respecto a las convencionales. 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 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. Las rectificadoras cumplen tanto procesos como operaciones las cuales se distinguen por el tipo de función que se requiera, es de gran utilidad en la industria del acabado dando mejoría y perfeccionando piezas, objetos y elementos.

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Maquinas Rectificadoras Final

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