TEMA
49.
MÁQUINAS
FUNC FUNCIO IONA NALE LES: S: ELEM ELEMEN ENTO TOS S
HERRAMIENTAS.
BLOQUES
ESTR ESTRUC UCTU TURA RALE LES S
CADE CADENA NAS S
Y
CINEMÁTICAS. RELACIONES DE TRANSMISIÓN. MOVIMIENTOS FUND FUNDAME AMENT NTALE ALES. S. ACCION ACCIONES ES SOBRE SOBRE LAS CIMEN CIMENTAC TACION IONES. ES. MEDI MEDIOS OS E INST INSTAL ALAC ACIO IONE NES S AUXI AUXILI LIAR ARES ES A LAS LAS MÁQU MÁQUIN INAS AS:: ALIMENTACIÓN
O
MANTENIMIENTO,
REFRIGERACIÓN,
LUBRICACIÓN, ENGRASE Y OTROS.
INDICE INDICE...................................... INDICE............................................................. .............................................. .............................................. ..........................................1 ...................1 1.Introducción................................... 1.Introducción.......................................................... .............................................. .............................................. ...................................1 ............1 2.Bloques funcionales .............................................. ..................................................................... .............................................. ..................................2 ...........2 2.1 Elementos estructurales............................... estructurales...................................................... ................................................................2 .........................................2 2.2 Elementos estructurales............................... estructurales...................................................... ................................................................2 .........................................2 3.Relaciones de transmisión...................... transmisión............................................. .............................................. ......................................... .......................... ........3 3 3.1 Mecanismos con escalonamiento......................... escalonamiento................................................ ............................................ ............................... ..........3 3 3.2 Mecanismos sin escalonamiento...................... escalonamiento............................................. ............................................ ................................... .............. 4 4.Movimientos fundamentales................... fundamentales.......................................... ............................................... .................................................4 .........................4 5.Acciones sobre las cimentaciones..................................................................................5 6.Medios e instalaciones auxiliares a las máquinas..................................... máquinas...........................................................5 ......................5 6.1 Alimentación o mantenimiento...................................................................................5 6.2 Refrigeración, lubricación y engrase ..................................................... .......................................................................... ..................... 6 6.3 Otros: instalación neumática ......................................................................................7 7.Conclusión .............................................. ..................................................................... .............................................. ................................................ ......................... 7
1. Introducción La máquina herramienta es un tipo de máquina que se utiliza para para dar forma forma a materi materiale ales s sólido sólidos, s, princi principal palmen mente te metales metales.. Su característica principal es su falta de movilidad, ya que suelen ser máquinas estacionarias. El modelado de la pieza se realiza por la elimin eliminaci ación ón de una parte parte del materi material, al, que se puede puede realiz realizar ar por arranque de viruta, estampado, corte o electroerosión electroerosión..
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2. Bloques funcionales 2.1Elementos estructurales Bancada:
en
ella
van
dispuestos
los
grupos
constructivos,
mecanismos, carros, mesas, que soportan y mueven la pieza y a la herramienta. Guías: sirven para orientar de modo automático la herramienta y la pieza. Accionamiento:
cada
máquina
tiene
su
motor
eléctrico
de
funcionamiento. Mecanismo: sirve para transmitir e invertir el movimiento del accionamiento. El mecanismo principal proporciona el movimiento de corte y el de avance da el movimiento de avance. Los mecanismos pueden ser: -
Mecánicos: de correas, de engranajes
-
Hidráulicos: de presión de aceite
-
Neumáticos: de presión de aire
Elementos de maniobra: son los volantes, palancas y pulsadores que actúan sobre los movimientos de conexión. Accesorios: por ejemplo, instalaciones de refrigeración y lubricación, instalación neumática para las pistolas de aire a presión.
2.2Elementos estructurales Son el medio de transmitir el movimiento desde el motor eléctrico hasta las herramientas y todos los elementos móviles de la máquina. Hay tres formas de transmitir este movimiento: Impulsión individual: cada máquina lleva su motor, que puede ser de corriente continua, alterna o trifásica, según la regulación y el número de revoluciones. El movimiento puede ser directo o indirecto. Ventajas frente a un motor por grupo: -
Facilidad de adaptación a la máquina.
-
Gran fuerza de arrastre.
-
Puede pararse rápidamente.
-
Posibilidad de poner en marcha el cualquier sitio. Página 2 de 7
motor o pararlo desde
-
Una avería del motor afecta sólo a la máquina que acciona.
-
Libertad de ubicación de la máquina.
Inconvenientes: -
Elevado coste de instalación.
-
Bajo rendimiento de los motores pequeños.
-
Bajo factor de potencia con corriente alterna.
Motor por grupo: el motor acciona un grupo de máquinas de la misma clase. Es el sistema más ventajoso para talleres corrientes. Movimiento de conjunto: un solo motor actúa sobre la transmisión de la cual toman movimiento todas las máquinas.
3. Relaciones de transmisión La velocidad de mecanizado de una pieza no es la misma que la del motor que transmite el movimiento a una máquina herramienta. La velocidad con la que gira una pieza que va a ser torneada, debe ser regulada, ya que piezas distintas se mecanizan a velocidades distintas. Esta velocidad puede tener una regulación escalonada o continua.
3.1 Mecanismos con escalonamiento Para el escalonamiento pueden emplearse dos clases de series, la aritmética y la geométrica. Es necesario obtener la potencia máxima para todos los números de revoluciones para que el motor y la máquina trabajen con buen rendimiento, para que los cálculos de costes y tiempos sean sencillos y para cortar un mismo volumen de virutas por unidad de tiempo. Tipos de mecanismos de reducción escalonados: Transmisión eléctrica: en motores de corriente continua se introduce una resistencia regulable en el circuito. El regulador de la resistencia tiene una serie de posiciones que hace que la velocidad del motor varíe. En los motores de corriente alterna se consigue la variación cambiando el número de pares de polos del estator. Mecanismos escalonadas
de
poleas
según
una
escalonadas: serie
las
reducciones
geométrica.
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están
Mediante
el
posicionamiento de la correa en una u otra polea se consiguen las diferentes relaciones de transmisión. Mecanismos de engranajes: se usan para potencias altas. El más sencillo es el mecanismo Norton en el que un piñón montado sobre un eje oscilante engrana con una de las ruedas del cono de engranajes.
3.2 Mecanismos sin escalonamiento Consiste en aprovechar la potencia motriz máxima, condición que satisfacen los mecanismos de reducción eléctricos, mecánicos e hidráulicos.
La
regulación
del
número
de
velocidades
sin
escalonamiento ofrece las siguientes ventajas: - Mejora de la calidad de las superficies trabajadas. - Observación exacta de los tiempos de duración de las herramientas de corte, previamente determinados. - Capacidad de corte igual en la unidad de tiempo para todos los diámetros.
4. Movimientos fundamentales Movimiento de corte: solamente arranca viruta durante una revolución (al tornear o fresar) o durante una carrera (al cepillar), sin que haya movimiento de avance. El movimiento de corte puede ser circular o rectilíneo.
Movimiento de avance: combinado con el movimiento de corte, hace posible el arranque continuo de virutas.
Movimiento de penetración: determina el espesor o profundidad de la capa de viruta a arrancar.
Movimiento de aproximación: lleva la herramienta delante de la pieza a trabajar. Movimiento en 3 máquinas herramientas típicas:
Máquin a Torno Cepillado ra Fresador a
Movimiento de corte Pieza; rotatorio Herramienta; rectilíneo Herramienta; rotatorio
Movimiento de avance
Movimiento de penetración
Herramienta; rectilíneo Pieza; rectilíneo
Herramienta; rectilíneo
Pieza; rectilíneo
Pieza; rectilíneo
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Herramienta; rectilíneo
5. Acciones sobre las cimentaciones Frecuentemente, para que las vibraciones de las máquinas herramientas grandes no se transmitan a otras máquinas se les fabrica una cimentación especial e individual que se llama loseta y va montada sobre un colchón de un material que absorba bien las vibraciones, como puede ser el caucho. En casi todas las naves suele haber unos raíles en el suelo por los que se mueve el puente grúa, que sirve para facilitar el transporte de las piezas grandes. Las máquinas se montan en la nave de forma lógica, es decir, de forma que para mecanizar una pieza no haya que andar moviéndola de un extremo a otro, sino que las máquinas herramientas que vayan a intervenir en su fabricación estén próximas unas de otras.
6. Medios e instalaciones auxiliares a las máquinas Para mantener a la máquina herramienta en buen estado de funcionamiento, ésta necesita una serie de instalaciones auxiliares como:
6.1Alimentación o mantenimiento La potencia total necesaria para la alimentación de las máquinas o potencia activa, es la suma de la potencia de cada una de las máquinas. Una vez estimada, se calcula la potencia aparente: S
P =
cos ϕ
Si S es mayor de 50 kVA, es necesario instalar una estación transformadora que convierta la alta tensión en baja, adecuada para la alimentación de las máquinas. A parte de la instalación eléctrica de las máquinas, hay que hacer otras, como el circuito de iluminación y las tomas de corriente del taller, almacenes y de las oficinas. Las características generales de la instalación eléctrica son: Página 5 de 7
- Centro de transformación. - Caja general de protección. - Línea repartidora que enlaza la caja general de protección con la centralización de contadores. - Centralización de contadores. - Cuadro general de distribución, que protege la instalación contra contactos indirectos. - Línea de puesta a tierra de la instalación.
6.2Refrigeración, lubricación y engrase Las máquinas herramientas tienen muchas de sus partes al aire, lo que les sirve de refrigeración. Es muy importante que el corte esté refrigerado, por lo que se envían sustancias líquidas al corte. Todos los elementos móviles de la máquina deben estar bien engrasados para su correcto funcionamiento. Para la lubricación del corte las máquinas van provistas de un equipo compuesto de un depósito que contiene líquido lubricante y una bomba que lo aspira y envía por una canalización adecuada hasta las boquillas de salida, montadas en tubos flexibles para poder orientar adecuadamente el chorro de líquido sobre la zona de corte. El líquido cae después y es recogido en una bandeja que lo devuelve al depósito, incorporándose al circuito. - Precauciones en la utilización de lubricantes: - Vigilar que la temperatura del lubricante no se eleve por encima de los 60ºC. - Evitar que caigan en el lubricante sustancias orgánicas que podrían producir floraciones microbianas que infectarían las manos de los operarios. - Recomendar a los operarios que no trabajen con arañazos en las manos y evitar el contacto con el lubricante. Al terminar lavarse perfectamente las manos.
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6.3Otros: instalación neumática Su objetivo es proporcionar aire comprimido a las pistolas, que se usarán para eliminar la viruta que haya podido quedar en zonas de la máquina en las que exista peligro de desajuste y para limpiar las piezas de virutas y refrigerante. La instalación deberá constar de: - Compresor, con un filtro para que no aspire impurezas del aire. - Depósito para acumular aire comprimido. - Válvula de retención, que evita el retroceso de aire hacia el compresor. - Red de distribución de aire a los puntos de consumo
7. Conclusión En
España
se
construyeron
industrialmente
las
primeras
máquinas-herramienta en torno al año 1912. El historial industrial no es tan intenso o destacable como el de otros países (Gran Bretaña, Estados Unidos, Alemania o Francia) debido a nuestra tardía incorporación a la Revolución Industrial, pero también tiene un haber interesante de logros y realizaciones industriales. Nuestro sector dispone hoy de una tecnología propia, dedica gran esfuerzo a la Innovación y aplica los más avanzados métodos de gestión empresarial y de sistemas de calidad. La formación y la internacionalización son
asimismo factores estratégicos en su
permanente mejora de la competitividad, junto a los avances en las transformaciones estructurales (de producción, comercialización y acciones interempresariales diversas).
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