Están compuestas por granos abrasivos aglomerados en dispersión en un cemento que define la forma de la herramienta. Los granos representan infinitos filos que, al actuar con elevada velocidad sobre la pieza en elaboración, arrancan minúsculas partículas de material. Este modo de trabajar indica también los requisitos que deben poseer los abrasivos: dureza, resistencia al desgaste y resistencia a la rotura. Los abrasivos utilizados actualmente son artificiales. El Alundum (hasta 99 % de Ah03 cristalizado) conocido en el comercio también con los nombres de Corundum, Coralund, Aloxite y Alucoromax, se utiliza generalmente para trabajar aceros. El carburo de silicio (SiC) conocido como Carborundo. Crystolon y Carborite, más duro, pero menos resistentes a la rotura, se utiliza para materiales durísimos que son poco tenaces (fundiciones y carburos metálicos) o materiales blandos (aluminio, latón y bronce). El Borolón es el abrasivo artificial más duro y resistente que se conoce. La dimensión de los granos está vinculada a la utilización de la muela: para muelas desbastadoras se emplea grano grueso; para operaciones de rectificado se pasa de los granos medianos a los finos, hasta llegar a los polvos utilizados para el pulido. El número índice del grosor de los granos expresa el número de hilos por pulgada contenido en el último cedazo separador atravesado (los granos más finos llegan hasta 240 hilos). Los aglomerantes de las muelas pueden ser cerámicos, de silicato sódico y arcilla, o elásticos. Los aglomerantes cerámicos, constituidos por arcillas, cuarzo y feldespato, que reducidos a polvo se empastan con el abrasivo y se conforman con moldes apropiados, después de un periodo de desecación lenta se vitrifican en hornos de túnel (a unos 1.500 0C durante 3-5 días). Son de uso corriente y poseen óptimas cualidades, pero presentan poca elasticidad. Los aglomerantes de silicato sódico y arcilla requieren una cocción a 200-300 0C; con esta pasta se construyen muelas menos duras que las anteriores y con acción abrasiva reducida; son más económicas, pero de menor duración. Los aglomerantes elásticos, adoptados para la construcción de muelas delgadas para corte o capaces de un elevado grado de acabado, pueden ser el caucho vulcanizado, la baquelita u otras resinas sintéticas, o goma laca. Los datos característicos de una muela son el tipo de abrasivo, su granulación (gruesa, mediana, fina o muy fina), su tenacidad (muy blanda, blanda, mediana, dura o muy dura), su estructura (cerrada,, mediana o abierta) y el tipo de cemento aglomerante. Montaje de las muelas Cuando montamos una muela en una rectificadora, debemos realizar ciertas operaciones para que la misma quede en condiciones de realizar correctamente el rectificado de la superficie que deba tratar; entre estas operaciones están el equilibrado de la muela, sujeción de la misma en el eje y diamantado de su superficie. Si la muela no está correctamente centrada o tiene un desequilibrio apreciable, el perfil resultante, al rectificar una superficie plana. Debemos tener presente que en una rectificadora existen
dos movimientos como son el circular de la muela y el de vaivén de la mesa que contiene la superficie a rectificar o en el caso de que la pieza a rectificar sea un eje existirán dos movimientos circulares, el de la muela y el del eje. donde m es el desequilibrio, R es el radio donde se encuentra el desequilibrio y w es la velocidad angular de la muela. La estructura de la rectificadora recibe la fuerza centrífuga provocada por el desequilibrio de la muela, que se transmite a través del eje y de los cojinetes; esta fuerza provoca un desplazamiento vectorial diferente en cada momento durante el giro de la muela debido a que normalmente una rectificadora tiene una rigidez mayor en sentido vertical y menor en sentido horizontal, por tanto el desplazamiento vectorial que describe es una elipse y no un círculo. Debido a esto cuando rectificamos una superficie plana la vibración que ataca a esta superficie lo hace en el eje menor de la elipse y cuando rectificamos un cilindro la vibración ataca a este en el eje mayor de la elipse.
En una rectificadora de cilindros, donde tenemos dos velocidades angulares w1 de la muela y w2 del cilindro. Ademas vemos que el ataque se realiza por el radio mas largo de la elipse. Dependiendo de la relación entre w1 y w2 y de la rigidez de la maquina rectificadora, es decir de la elipse formada, pueden generarse en la superficie del cilindro perfiles poligonales. En el caso de una superficie plana el perfil que se genera es tal como se muestra en la figura dependiendo siempre de la velocidad angular de la muela, de la plataforma y del desequilibrio de la muela.
La altura h y forma del perfil se puede calcular matemáticamente, pero no entraremos en ello pues la intención del autor es que el libro sea práctico. Las soluciones son sencillas:
Colocar la muela Equilibrar la muela Diamantar la muela Volver a equilibrar la muela
Para realizar el equilibrado de una muela de rectificadora necesita una máquina de equilibrar, generalmente portátil; estas máquinas disponen de un transductor o captador de vibraciones que se coloca en el cuerpo de la rectificadora,
en lugar próximo a la muela. Este captador detecta las vibraciones que son amplificadas y filtradas por un circuito electrónico resonante o integrador y transmitidas a un instrumento donde podemos observar la magnitud del desequilibrio; además esta misma señal activa una lámpara de efecto estroboscópico que mostrará el lugar donde se localiza el desequilibrio, permitiendonos la corrección del mismo. En el caso de muelas muy anchas el equilibrado se realizará dinámicamente, es decir en dos planos y para ello generalmente se utilizan máquinas estacionarias en las que se sitúan las muelas provistas de un eje-utillaje.
En el caso de muelas "crudas", sin solidificar, el sistema es totalmente diferente pues no se pueden hacer girar ya que su material se esparciría; el sistema es colocarlas en una plataforma dotada de un sistema basculante X-Y electrónico que detecta el desequilibrio en magnitud y ángulo sin la necesidad de girar. Este sistema es suficiente preciso para realizar el equilibrado pero no tanto como las máquinas que giran por lo que solo es recomendable para este caso en concreto. Cuando la muela se desgasta de forma irregular generalmente se desequilibra a medida que transcurren las horas de trabajo de la rectificadora y por tanto es necesario equilibrarla de nuevo cada cierto tiempo. Es por ello que son necesarios equipos, montados en la rectificadora, que de forma permanente miden y presentan en una pantalla digital o computadora, el nivel de vibración de la muela. Existen equipos de equilibrado de muelas que actúan durante el proceso de trabajo y que detectan el desequilibrio de la muela compensando éste automáticamente mediante la inyección de líquido en cámaras que giran adosadas a la muela, instaladas previamente para tal efecto. MOVIMIENTOS DE LAS MUELAS Movimiento de corte (Mc) : Lo hace independientemente del Mr´ y es del orden de los 2000 a los 2500 mts/min. Movimiento de rotacion de la muela de arrastre (Mr´) : A su vez da el movimiento de avance a la pieza a rectificar. Es lento y comprendido entre 10 y 50 mts/min. Angulo ": Es la inclinación que se le puede dar opcionalmente al rodillo de arrastre, y que origina el desplazamiento axial de la pieza (cuanto mayor sea este ángulo, mayor será la velocidad del desplazamiento de la pieza a rectificar). Esta inclinación será aproximada de 1 a 5 grados.
Trabajo de rectificado
Rectificado interior cilíndrico frontal con salida unilateral Rectificado plano tangencial Rectificado interior frontal con muela de vaso Rectificado plano tangencial horizontal de fajas Rectificado plano de fajas verticales con muela frontal de vaso Rectificado plano de fajas verticales con muela de plato Rectificado plano tangencial de superficies verticales y horizontales con muela de doble rebaje Rectificado de una cola de milano con muela de vaso troncocónica Rectificado plano frontal con plato de segmentos y desahogo bilateral Rectificado plano frontal con muela de vaso Rectificado de una superficie plana oblicua (guías torno) con desahogo unilateral Rectificado de una superficie plana horizontal con muela de vaso y salida unilateral Rectificado cilíndrico interior con salida bilateral Rectificado cilíndrico interior (ciego) con salida unilateral Rectificados especiales diente de un engranaje con muela de forma perfilada Rectificado de una superficie cónica con desplazamiento del contrapunto
Mecanizado por abrasión
Muela abrasiva. La abrasión es la eliminación de material desgastando la pieza en pequeñas cantidades, desprendiendo partículas de material, en muchos casos, incandescente. Este proceso se realiza por la acción de una herramienta característica, la muela abrasiva. En este caso, la herramienta (muela) está formada por partículas de material abrasivo muy duro unidas por un aglutinante. Esta forma de eliminar material rayando la superficie de la pieza, necesita menos fuerza para eliminar material apretando la herramienta contra la pieza, por lo que permite que se puedan dar pasadas de mucho menor espesor. La precisión que se puede obtener por abrasión y el acabado superficial pueden ser muy buenos pero los tiempos productivos son muy prolongados. Mecanizado sin arranque de viruta Todas las piezas metálicas, excepto las fundidas, en algún momento de su fabricación han estado sometidas a una operación al menos de conformado de metales, y con frecuencia se necesitan varias operaciones diferentes. Así, el acero que se utiliza en la fabricación de tubos para la
construcción de sillas se forja, se lamina en caliente varias veces, se lamina en frío hasta transformarlo en chapa, se corta en tiras, se le da en frío la forma tubular, se suelda, se maquina en soldadura y, a veces, también se estira en frío. Esto, aparte de todos los tratamientos subsidiarios. La teoría del conformado de metales puede ayudar a determinar la forma de utilizar las máquinas de la manera más eficiente posible, así como a mejorar la productividad. Movimientos de corte En el proceso de mecanizado por arranque de material intervienen dos movimientos, el movimiento de corte, por el cual la herramienta corta el material, y el movimiento de avance, por el cual la herramienta encuentra nuevo material para cortar. Cada uno de estos dos movimientos lo puede tener la pieza o la herramienta según el tipo de mecanizado. Trabajos manuales y trabajos hechos con máquina herramienta Mecanizado manual Es el realizado por una persona con herramientas exclusivamente manuales: sierra, lima, cincel, buril; en estos casos el operario maquina la pieza utilizando alguna de estas herramientas, empleando para ello su destreza y fuerza. Mecanizado con máquina-herramienta El mecanizado se hace mediante una máquina herramienta, manual, semiautomática o automática, pero el esfuerzo de mecanizado es realizado por un equipo mecánico, con los motores y mecanismos necesarios. Las máquinas herramientas de mecanizado clásicas son:
Taladro: La pieza es fijada sobre la mesa del taladro, la herramienta, llamada broca, realiza el movimiento de corte giratorio y de avance lineal, realizando el mecanizado de un agujero o taladro teoricamente del mismo diámetro que la broca y de la profundidad deseada. Limadora: esta máquina herramienta realiza el mecanizado con una cuchilla montada sobre el porta herramientas del carnero, que realiza un movimiento lineal de corte, sobre una pieza fijada la mesa, que tiene el movimiento de avance perpendicular al movimiento de corte. Mortajadora : máquina que arranca material linealmente del interior de un agujero. El movimiento de corte lo efectúa la herramienta y el de avance la mesa donde se monta la pieza a mecanizar. Cepilladora: de mayor tamaño que la limadora, tiene una mesa deslizante sobre la que se fija la pieza y que realiza el movimiento de corte deslizándose longitudinalmente, la cuchilla montada sobre un puente sobre la mesa se desplaza transversalmente en el movimiento de avance. Brochadora : Máquina en la que el movimiento de corte lo realiza una herramienta brocha de múltiples filos progresivos que van arrancando material de la pieza con un movimiento lineal. Torno: el torno es la máquina herramienta de mecanizado más difundida, éstas son en la industria las de uso más general, la pieza se fija en el plato del torno, que realiza el movimiento de corte girando sobre su eje, la cuchilla realiza el movimiento de avance eliminando el material en los sitios precisos. Fresadora: en la fresadora el movimiento de corte lo tiene la herramienta; que se denomina fresa, girando sobre su eje, el movimiento de avance lo tiene la pieza, fijada sobre la mesa de la fresadora que realiza este movimiento.
