Vista previa del material en texto
V© ITES-PARANINFO
Prólogo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XIII
. . . . . . . . . . 1
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Algo de historia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
BLOQUE 1. Máquinas herramientas . . . . . . . . . . . . . . . 4
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Clasificación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Movimiento de corte rectilíneo . . . . . . . . . . . . . . . 5
Movimiento de corte circular . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
BLOQUE 2. Máquinas herramientas con movimiento
de corte rectilíneo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Cepilladora (Cepillo de puente) . . . . . . . . . . . . . . . 5
Limadora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Sierra Alternativa/Cinta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Mortajadora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Brochadora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Talladora de ruedas dentadas . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Máquinas sistema Maag . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Máquinas sistema Sunderland . . . . . . . . . . . 12
Máquinas sistema Fellows . . . . . . . . . . . . . . 12
Tallado de ruedas dentadas cónicas de
diente recto por cepillado con generación . . 13
Máquinas sistema Bilgram . . . . . . . . . . . . . . 14
Máquinas sistemas Gleason, Heidenreich y
Harbeck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
BLOQUE 3. Máquinas herramientas con movimiento de
corte rotativo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Torno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Torno paralelo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Bancada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Cabezal fijo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Carros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Contracabezal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Torno al aire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Torno vertical . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Torno de doble cabezal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Torno fresador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Torno copiador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Torno barrena . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Torno revólver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Torno automático (mecánico) . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Torno automático multihusillos . . . . . . . . . . . . . . . 24
Torno CNC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Taladradora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Elementos de una taladradora . . . . . . . . . . . 26
Taladradoras de sobremesa . . . . . . . . . . . . . 26
Taladradoras de columna . . . . . . . . . . . . . . . 27
Taladradora radial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Taladradoras múltiples . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Taladradora revólver . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Taladradoras horizontales . . . . . . . . . . . . . . 33
Taladradora-fresadora . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Taladradoras con disposiciones «a medida» 34
Taladradoras portátiles . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Portátiles eléctricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Portátiles neumáticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Fresadora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
1 - Base . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
2 - Columna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
3 - Consola . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
5 - Carro transversal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Placa giratoria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
7 - Mesa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
12 - Brazo-soporte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Fresadora universal de eje orientable . . . . . 44
Fresadora de torreta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Fresadora de bancada fija . . . . . . . . . . . . . . 46
Fresadora de mesa fija y columna móvil . . . 47
Fresadora copiadora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Fresadora de puente (pórtico) . . . . . . . . . . . 48
Fresadora de puente móvil . . . . . . . . . . . . . . 49
Mandrinadora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Mandrinadora horizontal de columna fija
(universal) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Mandrinadora horizontal de columna móvil 54
Mandrinadora horizontal de precisión . . . . . 56
Mandrinadoras horizontales especiales . . . . 56
Mandrinadoras verticales especiales . . . . . . 57
Mandrinadora portátil . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
Rectificadora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Rectificadora cilíndrica de exteriores . . . . . 59
Rectificadora cilíndrica de interiores . . . . . . 61
Rectificadora cilíndrica universal . . . . . . . . 61
Rectificadora cilíndrica sin centros . . . . . . . 64
Rectificadora de cigüeñales . . . . . . . . . . . . . 66
Rectificadora de árboles de levas y óvalos . 66
Rectificadora de roscas . . . . . . . . . . . . . . . . 66
Rectificadoras de ruedas dentadas
(engranajes) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
Rectificadora plana tangencial . . . . . . . . . . . 70
Rectificadora plana frontal . . . . . . . . . . . . . . 71
Introducción a las máquinas
herramientas0
ÍndiceÍndice
Rectificadora de guías de bancada . . . . . . . . . . 72
Rectificadora de perfiles . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
Rectificadora de doble cara . . . . . . . . . . . . . . . 73
Rectificadoras especiales . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
Centro de mecanizado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
Bancada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
Columna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
Cabezal con husillo principal . . . . . . . . . . . . . . 76
Mesa de trabajo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
Almacén de herramientas . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
Sistema de engrase automático . . . . . . . . . . . . 80
Sistema de refrigeración . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
Centros de mecanizado universales . . . . . . . . . 81
Centros de mecanizado especiales . . . . . . . . . . 83
Accesorios de medición y calibración . . . . . . . 84
Roscadora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
Roscadoras por turbulencia (cepillado) . . . . . . 85
Terraja de apertura automática . . . . . . . . . . . . . 86
Roscado interior con machos de roscar . . . . . . 87
Roscado por laminación - con terraja de rodillos
y machos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
Roscado por laminación con rodillos . . . . . . . 88
Laminado de roscas por peines . . . . . . . . . . . . 89
Sierra circular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
Afiladora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
Talladora de ruedas dentadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
Tallado con fresa de forma o de módulo . . . . . 92
Tallado de tornillos sinfín . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
Fresado de ruedas cónicas con dientes rectos . 94
Fresado de cremalleras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
Tallado con fresa de punta . . . . . . . . . . . . . . . . 95
Tallado con fresa madre . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
Tallado de ruedas cónicas . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
BLOQUE 4. Máquinas herramientas para mecanizados
especiales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . 101
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
Mecanizado por ultrasonidos . . . . . . . . . . . . . . 103
Corte por chorro de agua . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
Corte por chorro de agua y abrasivo . . . . . . . . 105
Corte por chorro abrasivo (chorro de gas con
abrasivo) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
Mecanizado electroquímico . . . . . . . . . . . . . . . 106
Achaflanado y eliminación de rebabas . . . . . . 107
Esmerilado-afilado electroquímico . . . . . . . . . 107
Mecanizado por electroerosión (EDM -
Electrical Discharging Machining) . . . . . . . . . 107
Mecanizado con haz de electrones . . . . . . . . . . 109
Mecanizado con rayo láser . . . . . . . . . . . . . . . . 110
Corte con arco de plasma . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
Oxicorte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
Mecanizado químico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
Clasificación de las máquinas herramientas . . 112
Definición . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
Clasificación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
. . . . 117
BLOQUE 1. Características de los materiales . . . . . . . . 119
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
¿Materia, material, cuerpo...? . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
Propiedades de los materiales . . . . . . . . . . . . . . . . 119
Propiedades mecánicas . . . . . . . . . . . . . . . . 120
BLOQUE 2. Materiales metálicos . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
Metales más utilizados en la industria mecánica . . 122
El hierro (Fe) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
Otros productos de acero . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
Cobre (Cu) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
Aluminio (Al) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
Estaño (Sn) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
Plomo (Pb) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
Zinc (Zn) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
Titanio (Ti) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
BLOQUE 3. Cerámicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
Tipos de materiales cerámicos . . . . . . . . . . . . . . . . 135
Propiedades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
Propiedades mecánicas . . . . . . . . . . . . . . . . 135
Propiedades físicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
Abrasivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
Nuevos materiales cerámicos . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
Óxidos cerámicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
Carburos cerámicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
Nitruros cerámicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
Algunos elementos importantes relacionados... . . . 138
Grafito . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
Diamante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
Silicio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
Boro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
BLOQUE 4. Plásticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
Algo de historia... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
El avance de la química de los plásticos . . . 140
Tipos de plásticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
Relación de termoplásticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
Relación de termoestables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
BLOQUE 5. Composites: Materiales compuestos . . . . . 142
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
Clasificación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
Compuestos de matriz orgánica . . . . . . . . . . . . . . . 142
153
BLOQUE 1. Propiedades tecnológicas de los materiales 154
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
Colabilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
Forjabilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
Soldabilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
Embutibilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
Templabilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
BLOQUE 2. Maquinabilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
Punto 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
Propiedades del material a mecanizar . . . . . . . . . . 157
Dureza y resistencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
Ductibilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
Conductividad térmica . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
Inclusiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
Materiales duros/endurecidos . . . . . . . . . . . 158
Aditivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
Estructura del material . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
Condiciones de la pieza a mecanizar . . . . . . 159
Estado superficial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
Elementos de la aleación . . . . . . . . . . . . . . . 159
Propiedades y características relacionadas
que afectan al mecanizado2
Materiales utilizados en fabricación
mecánica1
© ITES-PARANINFOVI
IIÍndice
VII© ITES-PARANINFO
IIÍndice
BLOQUE 3. Referencias para el... . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
Mecanizado del acero inoxidable . . . . . . . . . . . . . . 160
Mecanizado de la fundición . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
Mecanizado del aluminio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
Mecanizado de aleaciones termo-resistentes . . . . . 163
Mecanizado de metales refractarios . . . . . . . . . . . . 164
Mecanizado del titanio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
Mecanizado de «composites» . . . . . . . . . . . 164
. . . 167
BLOQUE 1. Planteamientos generales . . . . . . . . . . . . . 169
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
Requisitos del utillaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
Requisitos técnicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
Requisitos económicos . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
Requisitos ergonómicos . . . . . . . . . . . . . . . . 170
Funciones del utillaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
Referencia espacial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
Sujeción y soporte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
Tipos de utillajes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
Utillaje específico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
Utillaje modular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
BLOQUE 2. Criterios para el diseño de utillajes . . . . . 174
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
Relaciones de tolerancia geométrica . . . . . . . . . . . 174
Superficies de apoyo, de partida y de referencia . . 175
Sistemas de referencias . . . . . . . . . . . . . . . . 175
Elección de las referencias . . . . . . . . . . . . . . 176
Apoyos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
Deformaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
Deformaciones mecánicas . . . . . . . . . . . . . . 178
Esfuerzo de corte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
Deformaciones por temperatura . . . . . . . . . . 180
Consideraciones para la realización de los utillajes 181
Precisión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
Simplificación del trabajo . . . . . . . . . . .. . . 182
Dibujos de utillajes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
BLOQUE 3. Diseño de utillajes específicos . . . . . . . . . 184
Concepción y estudio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
Método a utilizar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
Elección . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
Posicionamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
Puntos de apoyo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
Aplicaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
Aprietes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
Comprobaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
Simplificación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
Tipos de apriete . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
Espirales y excéntricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
Espiral de Arquímedes . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
Espiral logarítmica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
Excéntrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
Irreversibilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
Guiado de herramientas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
Guías para el taladrado y para el mandrinado 195
Guías de mandrinado . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
Guías para el fresado y cepillado . . . . . . . . . 197
Bases para utillajes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
Tipos de bases de utillajes . . . . . . . . . . . . . . 198
Construcción de bases de utillajes . . . . . . . . 198
Construcción en acero laminado soldado . . 199
Transporte, manipulación y fijación . . . . . . 199
Utillajes expansibles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
Pinzas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
Dispositivos con pinzas . . . . . . . . . . . . . . . . 201
Esquemas de fijaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
BLOQUE 4. Diseño de utillajes modulares . . . . . . . . . . 203
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
Determinación de atadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
Factores técnicos y económicos en la
determinación de las atadas . . . . . . . . . . . . . 204
Direcciones de mecanizado . . . . . . . . . . . . . 204
Configuración de la máquina . . . . . . . . . . . . 205
Estudio y concepción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
Posicionadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
Amarres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
Soportes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
Configuración del posicionamiento . . . . . . . . . . . . 206
Determinación de los planos 3-2-1 . . . . . . . 207
Configuraciones con agujeros . . . . . . . . . . . 209
Configuraciones con cilindros . . . . . . . . . . . 209
Un elemento en V y 4 posicionadores . . . . . 210
Determinación de los cuatro posicionadores 210
Dos elementos en V y 2 posicionadores . . . 212
Dos elementos en V y 3 posicionadores . . . 213
Colocación de posicionadores . . . . . . . . . . . 213
Puntos de amarre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
Elementos en V para amarre . . . . . . . . . . . . 215
Pasadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
Amarres con contacto estriado . . . . . . . . . . . 215
Puntos de soporte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
Diseño del utillaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
BLOQUE 5. Elementos comerciales . . . . . . . . . . . . . . . 216
Bases, escuadras y secciones . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
Tornillería y arandelas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
Levas y excéntricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
Bridas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
Apoyos regulables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
BLOQUE 6. Tablas... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
Tolerancias (dimensionales), Ajustes y Acabados
superficiales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
. . . . . . . . . . . . . . 231
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
Consejos generales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
BLOQUE 1. Recomendaciones generales . . . . . . . . . . . 233
Orden y limpieza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
Manejo de cargas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
Incendios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
Riesgo eléctrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
Manejo de productos químicos . . . . . . . . . . . . . . . 234
Manejo de máquinas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
Manejo de herramientas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
Equipo individual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236
Pantallas de datos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236
Estrés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
Actuación en accidentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
BLOQUE 2. Recomendaciones concretas . . . . . . . . . . . 238
Taller de fundición . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238
Seguridad en el trabajo4
Elementos para la sujeción de piezas3
Tornos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238
Fresadoras y cepillos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
Fresadoras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
Cepillos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
Taladradoras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240
Herramientas de corte y broca . . . . . . . . . . . . . . . . 240
Herramientas auxiliares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240
Trabajos en banco de ajuste . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241
Electroesmeriladoras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
Forjado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
Soldaduras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
BLOQUE 3. Reglamento de seguridad en máquinas . . 243
Extracto del «Anexo relación de maquinaria» . . . . 251
. . . . . . . . 253
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
BLOQUE 1. Formación de la viruta . . . . . . . . . . . . . . . 255
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
Planteamientos generales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
Ángulo de desprendimiento (γ) . . . . . . . . . . 258
Ángulo de incidencia (α) . . . . . . . . . . . . . . . 259
Condiciones de corte . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259
Modelo de corte ortogonal . . . . . . . . . . . . . . 260
Formación real de viruta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
Desgastes de las herramientas . . . . . . . . . . . . . . . . 261
Indicadores de los desgastes . . . . . . . . . . . . 265
BLOQUE 2. Operaciones de torneado . . . . . . . . . . . . . . 265
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265
Cilindrado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
Operaciones que se realizan en el torno . . . 266
Sujeción de las piezas . . . . . . . . . . . . . . . . . 267
Parámetros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267
BLOQUE 3. Operaciones de taladrado . . . . . . . . . . . . . 268
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
Taladrado con brocas helicoidales . . . . . . . . 268
Operaciones relacionadas con el taladrado . 269
BLOQUE 4. Operaciones de fresado . . . . . . . . . . . . . . . 269
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269
Tipos de operaciones de fresado . . . . . . . . . 269Fresado periférico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
Fresado frontal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
Operaciones en centros de mecanizado . . . . 271
BLOQUE 5. Operaciones de cepillado, brochado
y aserrado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
Brochado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
Aserrado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
BLOQUE 6. Operaciones de rectificado y acabado . . . 273
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273
Consideraciones para la ejecución
del rectificado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274
Fluidos para el rectificado . . . . . . . . . . . . . . 274
Otras operaciones con esmeril . . . . . . . . . . . 274
. . . . . . . . . . . . . . . . . 277
BLOQUE 1. Herramientas para las operaciones
de mecanizado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
Materiales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
Acero rápido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280
Acero rápido micrograno . . . . . . . . . . . . . . . 280
Características y selección de los aceros
rápidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280
Características . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281
Metal duro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281
Fabricación del metal duro para herramientas
de corte (plaquitas) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281
Clasificación de los metales duros para
herramientas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
Metal duro recubierto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287
Cermet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
Cerámicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
Nitruro de boro cúbico (CBN) . . . . . . . . . . . . . . . . 291
Diamante policristalino (PCD) . . . . . . . . . . . . . . . . 292
Recubrimientos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292
PVD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292
Evaporación al vacío . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293
Bombardeo con partículas atómicas
(sputtering) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293
Recubrimiento iónico . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293
CVD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294
Proceso QQC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295
BLOQUE 2. Selección de herramientas . . . . . . . . . . . . 296
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
Formas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
Piezas rotativas y fijas . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
Operaciones de generación y de formación . 296
Tolerancias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
Acabado superficial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298
Factores geométricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298
Factores del material de la pieza . . . . . . . . . 299
Factores de vibración y de la máquina
herramienta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300
Formación de la viruta y ángulo de posición . . . . . 300
Ángulo de posición (o de ataque) . . . . . . . . 300
Factores a considerar para la selección . . . . . . . . . 301
Pauta para la selección . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
Desarrollo de la secuencia/pauta . . . . . . . . . 302
BLOQUE 3. Herramientas para operaciones de torneado 305
Herramientas para el mecanizado exterior . . . . . . . 305
BLOQUE 4. Herramientas para operaciones de fresado 334
Fresas enteras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334
Tipos de mango para fresas frontales . . . . . . . . . . . 334
Fresas frontales con mango cilíndrico . . . . . 335
Fresado de chaveteros rectos . . . . . . . . . . . . . . . . . 337
Fresado de chaveteros redondos (Woodruff) . . . . . 338
Fresado de ranuras en T . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338
Fresas angulares y cóncavas . . . . . . . . . . . . . . . . . 339
Fresas cónicas para matricería . . . . . . . . . . . . . . . . 339
Fresado de roscas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339
Fresas frontales con mango cónico . . . . . . . . . . . . 340
Fresas cilíndricas y de disco . . . . . . . . . . . . . . . . . 341
Fresas de plaquitas intercambiables . . . . . . . . . . . . 344
Fresado frontal y/o combinado . . . . . . . . . . 345
Ranurado (fresas de disco) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348
Muestra de plaquitas empleadas en el fresado
combinado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349
Muestra de plaquitas empleadas en el fresado
frontal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350
BLOQUE 5. Herramientas para operaciones
de taladrado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350
Brocas helicoidales con mango cilíndrico . . . . . . . 351
Herramientas
(arranque de viruta)6
Características del mecanizado5
© ITES-PARANINFOVIII
II Índice
IX© ITES-PARANINFO
IIÍndice
Brocas helicoidales con mango cónico . . . . . . . . . 352
Brocas bidiametrales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353
Brocas escariadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353
Brocas de centrar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353
Brocas de plaquita intercambiable . . . . . . . . . . . . . 356
Brocas espada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357
Escariadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357
Avellanadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358
Extractores de tornillos rotos . . . . . . . . . . . . . . . . . 360
BLOQUE 6. Herramientas para operaciones de roscado . 361
BLOQUE 7. Identificación ISO de las herramientas . . . 364
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364
Sistema de identificación ISO de plaquitas
intercambiables para operaciones de torneado,
fresado, taladrado y mandrinado . . . . . . . . . . . 366
Sistema de identificación ISO para
portaherramientas de exteriores y barras
de mandrinar de plaquita intercambiable . . . 367
Sistema de identificación ISO para
herramientas de fresado de plaquita
intercambiable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368
Sistema de identificación ISO para
acoplamientos cónicos y cilíndricos, y
adaptadores para herramientas rotativas de
plaquita intercambiable . . . . . . . . . . . . . . . . 369
Sistema de identificación ISO para cabezas
de taladrar/mandrinar de plaquita
intercambiable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370
Sistema de identificación ISO para cartuchos
de plaquita intercambiable . . . . . . . . . . . . . . 371
Sistema de identificación ISO para plaquitas
de roscado intercambiables . . . . . . . . . . . . . 372
Sistema de identificación ISO para brocas
de plaquita intercambiable . . . . . . . . . . . . . . 373
Herramientas ISO con plaquita de metal
duro soldada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374
. . . . . . . . . . . . . . . 375
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376
BLOQUE 1. Ejercicios para la manipulación
de las máquinas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377
Ejercicio combinado 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377
Ejercicio combinado 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378
Hoja de proceso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 379
. . . . . . . . 381
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383
Visión general del conformado . . .. . . . . . . . . . . . 383
Procesos de deformación volumétrica . . . . . 383
Procesos de conformado mecánico . . . . . . . 383
BLOQUE 1. Laminado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384
Conceptos básicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385
Laminado plano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385
Laminado de perfiles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 386
Otras operaciones de laminado . . . . . . . . . . . . . . . 386
Laminado de anillos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 386
Laminado de roscas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 386
Laminado de ruedas dentadas . . . . . . . . . . . 387
Perforado de rodillos . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387
BLOQUE 2. Forjado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387
Forjado con matriz abierta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 388
Forjado con matriz cerrada . . . . . . . . . . . . . . . . . . 389
Forjado sin rebaba . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 389
Otras operaciones de forja y operaciones
relacionadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 390
Estampado con forja y forjado radial . . . . . 390
Forjado con rodillos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391
Forjado orbital . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391
Punzonado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391
Forjado isotérmico con estampa caliente . . . 392
Recortado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392
BLOQUE 3. Extrusión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392
Tipos de extrusión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392
Extrusión directa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392
Extrusión inversa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393
Extrusión en frío . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393
Extrusión en caliente . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393
Proceso continuo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394
Proceso discrecional . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394
Otros procesos de extrusión . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394
Extrusión por impacto . . . . . . . . . . . . . . . . . 394
Extrusión hidrostática . . . . . . . . . . . . . . . . . 394
Defectos en productos extruidos . . . . . . . . . . . . . . 395
Reventado central . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395
Tubificado (bolsa de contracción) . . . . . . . . 395
Agrietado superficial . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395
BLOQUE 4. Estirado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395
Práctica del estirado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395
Estirado de tubos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 396
BLOQUE 5. Conformado mecánico de láminas metálicas 396
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 396
Operaciones de corte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 397
Cizallado, punzonado y perforado . . . . . . . . 397
Análisis del corte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 397
Juego o claro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398
Fuerzas de corte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398
Otras operaciones de corte de láminas metálicas . . 398
Corte en trozos y partido . . . . . . . . . . . . . . . 398
Ranurado, perforado múltiple, muescado y
semi-muescado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 399
Recorte, rasurado y punzonado fino . . . . . . 399
BLOQUE 6. Operaciones de doblado . . . . . . . . . . . . . . 399
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 399
Doblado en V y doblado de bordes . . . . . . . . . . . . 399
Análisis del doblado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400
Tolerancia de doblado . . . . . . . . . . . . . . . . . 400
Recuperación elástica . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400
Fuerza necesaria para el doblado . . . . . . . . . 400
Otras operaciones de doblado y operaciones
relacionadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400
Refuerzo, doblez, engrapado y rebordeado . 400
Operaciones mixtas de doblado . . . . . . . . . . 401
BLOQUE 7. Embutido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401
Mecánica del embutido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401
Otras operaciones de embutido . . . . . . . . . . . . . . . 402
Características del conformado8
Manipulación de las
máquinas-herramienta7
Reembutido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402
Embutido de formas no cilíndricas . . . . . . . 403
Embutido sin sujeción . . . . . . . . . . . . . . . . . 403
Defectos en el embutido . . . . . . . . . . . . . . . 403
BLOQUE 8. Otras operaciones de conformado
de láminas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403
Operaciones realizadas con herramientas metálicas 404
Planchado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404
Acuñado y estampado . . . . . . . . . . . . . . . . . 404
Despegado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404
Torcido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404
Operaciones realizadas con herramientas flexibles 404
Cojín elástico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404
Punzón elástico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405
Hidroformado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405
BLOQUE 9. Operaciones no realizadas en prensa . . . . 405
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405
Reestirado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405
Doblado y conformado con rodillos . . . . . . . . . . . 406
Conformado con rodillos . . . . . . . . . . . . . . . 406
Repulsado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 406
Repulsado convencional . . . . . . . . . . . . . . . 406
Repulsado «cortante» . . . . . . . . . . . . . . . . . . 407
Repulsado de tubos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 407
Conformado por alta velocidad energética . . . . . . 407
Conformado por explosión . . . . . . . . . . . . . 407
Conformado electro-hidráulico . . . . . . . . . . 408
Conformado electromagnético . . . . . . . . . . . 408
BLOQUE 10. Doblado de tubos . . . . . . . . . . . . . . . . . . 408
. . . . . 411
BLOQUE 1. Herramental para el conformado
de deformación volumétrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 412
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 412
Laminado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 412
Laminadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 412
Laminadores de desbaste . . . . . . . . . . . . . . . 413
Laminador de palastro (slabbing) . . . . . . . . 414
Trenes de laminado de perfiles . . . . . . . . . . 414
Trenes de laminado de planchas . . . . . . . . . 414
Laminadores oblicuos . . . . . . . . . . . . . . . . . 415
Laminadores especiales . . . . . . . . . . . . . . . . 415
Forjado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415
Martinete de forja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415
Prensas de forjado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416
Matrices de forjado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 417
Extrusión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 418
Estirado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 419
Matrices de estirado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 419
Preparación del material . . . . . . . . . . . . . . . 419
BLOQUE 2. Herramental para el conformadomecánico
de láminas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 420
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 420
Matrices y prensas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 420
Tipos de troquel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 420
Troqueles simples de corte . . . . . . . . . . . . . 420
Troqueles con guía de punzones fija
a la matriz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 421
Troqueles de corte coaxial . . . . . . . . . . . . . . 422
Troqueles simultáneos al aire . . . . . . . . . . . 423
Troqueles para cortes horizontales
o inclinados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 424
Troqueles con punzón flexible . . . . . . . . . . . 425
Posición del mango en los troqueles . . . . . . 425
Componentes de un troquel . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425
Mangos portapunzones y sujeción
a la prensa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425
Placa freno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425
Punzones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 426
Sistemas de fijación de los punzones:
placa portapunzones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 427
Disposición de los punzones en la placa . . . 428
Elección del sistema de fijación de los
punzones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 428
Placa matriz: tipos y ángulos de salida . . . . 428
Sujeción de la placa matriz:
bases normalizadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 430
Placa de guía de punzones . . . . . . . . . . . . . . 431
Guías laterales de la chapa . . . . . . . . . . . . . . 431
Dispositivos de retención y fijación del paso
de la banda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 432
Formas y detalles constructivos de los
troqueles coaxiales y simultáneos al aire . . . 435
Elementos de otros tipos de troqueles . . . . . 439
Doblado y curvado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 439
Variantes del doblado y curvado . . . . . . . . . 439
Radio mínimo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 440
Algunas observaciones generales sobre el
doblado y curvado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 440
Tipos de dobladores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 441
Observaciones generales sobre los órganos
de los dobladores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 441
Troqueles simples de doblar . . . . . . . . . . . . 441
Troqueles con expulsores o sujetadores . . . 442
Troqueles de doblar con piezas matrices
giratorias o basculantes . . . . . . . . . . . . . . . . 443
Troqueles de doblar con piezas matrices
deslizantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443
Troqueles de doblar con punzón de doble
o múltiple efecto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 444
Otros tipos de dobladores . . . . . . . . . . . . . . 444
Alimentación y expulsión de las piezas en
los dobladores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 444
Troqueles mixtos de doblar y cortar . . . . . . 445
Prensas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 445
Clasificación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 445
Prensas mecánicas de excéntrica . . . . . . . . . 445
Prensas de husillo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447
Prensas hidráulicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447
Cojín hidroneumático . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447
Alimentación de las prensas y expulsión
de la pieza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 448
Sistemas de seguridad . . . . . . . . . . . . . . . . . 448
. . . . . . . . 451
BLOQUE 1. Componentes soporte y desplazables . . . . 452
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 452
Componentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 452
Bancadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 452
Solidez . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 452
Medios internos y externos de
las máquinas herramienta10
Herramientas para el conformado9
© ITES-PARANINFOX
IIÍndice
XI© ITES-PARANINFO
IIÍndice
Estabilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453
Materiales y formas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453
Guías . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453
Guías deslizantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453
Material y construcción de las guías
deslizantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454
Guías de rodadura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454
Ajuste del juego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454
Bloqueo de los carros . . . . . . . . . . . . . . . . . . 455
Protección de las guías . . . . . . . . . . . . . . . . 455
BLOQUE 2. Componentes de potencia y transmisión . . . 455
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 455
Motores eléctricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 455
Arranque de motores . . . . . . . . . . . . . . . . . . 456
Frenado de motores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 456
Uso de los motores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 456
Motores neumáticos e hidráulicos . . . . . . . . 457
Transmisión del movimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . 457
Acoplamientos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 457
Transmisión simple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 457
Transmisión compuesta . . . . . . . . . . . . . . . . 457
Inversión del sentido de giro . . . . . . . . . . . . 458
Cambio de velocidad por engranajes . . . . . . 459
Cajas de engranajes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 460
Ejes o husillos principales . . . . . . . . . . . . . . 461
Esfuerzos que soporta el husillo del cabezal 461
Reducción de las deformaciones del husillo 462
Rodamientos y cojinetes de fricción . . . . . . 462
Mecanismos de avance . . . . . . . . . . . . . . . . 462
Medida de los desplazamientos . . . . . . . . . . 463
Indicadores de posición . . . . . . . . . . . . . . . . 465
Cadena cinemática . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466
BLOQUE 3. Componentes de mando y anexos . . . . . . 466
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466
Mando eléctrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466
Elementos de accionamiento . . . . . . . . . . . . 466
Elementos de señalización . . . . . . . . . . . . . . 467
Redes de engrase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 467
Sistemas de refrigeración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 468
. . 469
BLOQUE 1. Verificación de las máquinas-herramienta 470
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 470
Normas para consulta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 470
Consideraciones generales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 470
Tolerancias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 470
Subdivisión de las tolerancias . . . . . . . . . . . 470
Estado de la máquina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 471
Pruebas prácticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472
Verificaciones geométricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472
Rectitud . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472
Planicidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 473
Paralelismo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 474
Equidistancia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 475
Coincidencia o alineación . . . . . . . . . . . . . . 475
Perpendicularidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 476
Rotación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 478
Controles especiales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 480
División. Definición de los errores . . . . . . . 480
Repetibilidad de los mecanismos de división
angular con enclavamiento (por ejemplo,
torretas) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 480
Intersección de ejes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 480
Instrumentos de verificación . . . . . . .. . . . . . . . . . 481
Reglas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 481
Mandrinos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 482
Escuadras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 484
Niveles de precisión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 485
BLOQUE 2. Pautas para la verificación de las
máquinas-herramienta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 485
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 485
Tornos paralelos de uso general . . . . . . . . . . . . . . . 485
Precisiones complementarias relativas a la rectitud
de las guías . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493
Verificación geométrica . . . . . . . . . . . . . . . . 493
Fresadoras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493
Rectificadora cilíndrica de exteriores . . . . . . . . . . 510
Placas (mesas) porta-piezas . . . . . . . . . . . . . . . . . . 517
Montaje y utilización . . . . . . . . . . . . . . . . . . 517
. . . . 521
BLOQUE 1. Mantenimiento de máquinas y equipos . . 522
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 522
Etapas del mantenimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 522
Tipos de mantenimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 523
Mantenimientos: Preventivo, Correctivo, de
Mejora, Predictivo... . . . . . . . . . . . . . . . . . . 523
Grados de intervención . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 524
BLOQUE 2. Automantenimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . 525
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 525
Tareas a desarrollar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 525
Mecánica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 525
Herramental y útiles de medición . . . . . . . . 526
Circuitos hidráulicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . 526
Circuitos de engrase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 526
Circuitos eléctricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 527
Circuitos neumáticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . 527
Equipos de manutención y de alimentación 527
Limpieza en general . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 528
Incidencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 528
Fichas útiles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 530
BLOQUE 3. Gestión del mantenimiento . . . . . . . . . . . . 533
Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 533
Planteamiento de TPM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 533
Política de la empresa . . . . . . . . . . . . . . . . . 533
Puntos básicos de actuación . . . . . . . . . . . . . 533
Mantenimiento de averías . . . . . . . . . . . . . . 533
Mantenimiento preventivo . . . . . . . . . . . . . . 534
Mantenimiento productivo . . . . . . . . . . . . . . 535
Control de herramientas de mantenimiento . 536
Dinámica del TPM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 536
Círculos de calidad TPM . . . . . . . . . . . . . . . 536
Sugerencias TPM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 536
Lemas TPM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 536
Bibliografía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 537
Mantenimiento básico y su gestión12
Regulación de los elementos móviles
de las máquinas-herramienta11
XIII© ITES-PARANINFO
Esta -nuestra primera obra- está realizada respetando el
modelo curricular marcado por el Ministerio de Educación y
Ciencia, estructurada en cuatro bloques:
Preparación para la fabricación.
Fabricación con arranque de viruta.
Fabricación sin arranque de viruta.
Mantenimiento.
Hemos tratado que el equilibrio en cuanto al desarrollo de
los temas, sea el adecuado contemplando la poca cantidad de
horas disponibles en el currículo para la impartición de un
módulo tan completo, pues no hay que olvidar que en éste se
materializan muchos de los contenidos del resto de módulos
que forman parte del ciclo formativo.
El desarrollo de los temas se presenta en capítulos, agrupa-
dos en los cuatro bloques antes mencionados -resultado de la
experiencia docente a lo largo de los años, en los que, par-
tiendo de unos criterios pedagógicos, se plantean primero los
objetivos de cada uno de ellos y luego los contenidos, sepa-
rando claramente los de tipo procedimental, conceptual y acti-
tudinal; todo ello plasmado en la programación facilitada al
profesorado.
Precisamente esta estructura es la que hace que este libro
también sea interesante para el profesorado, puesto que le
ayuda a organizar los temas de forma ordenada, entrelazando
de forma práctica los diferentes conceptos que se ven y con un
criterio racional en cuanto a la temporalidad de los mismos.
Dado el enfoque predominantemente práctico, resultará de
gran ayuda a la hora de completar, ampliar y reforzar explica-
ciones dadas por ellos mismos con ejemplos y planteamientos
reales que se dan en los talleres y fábricas.
Hemos querido presentar las nuevas tendencias en cuanto
a maquinaria y herramental para mecanizado con arranque de
viruta, puesto que entendemos que no es bueno que el alum-
nado no conozca más de cerca estos equipos, que no son otros
que aquellos con los que se está produciendo en los talleres
actuales.
Entendemos que se ha concretado en las exposiciones de
los temas, apartándonos de divagaciones y dándoles sentido
práctico y concreto. Cabe recordar que el destinatario de este
trabajo es el alumnado que se inicia en la Producción por
mecanizado, para que tenga una base sólida donde afianzarse
y poder profundizar más adelante.
Veremos cumplido nuestro deseo si este trabajo es de utili-
dad para el profesorado que imparte el módulo, y si para el
alumnado es un punto de partida satisfactorio para su desa-
rrollo profesional.
PrólogoPrólogo
00Introducción a las máquinas herramientasIntroducción a las máquinas herramientas
Introducción
Algo de historia...
BLOQUE 1. Máquinas herramientas
Introducción.
Clasificación.
Movimiento de corte rectilíneo.
Movimiento de corte circular (o rotativo).
BLOQUE 2. Máquinas herramientas con movimiento de corte rectilíneo
Cepilladora (cepillo de puente).
Limadora.
Sierra alternativa/cinta.
Mortajadora.
Brochadora.
Talladora de ruedas dentadas.
BLOQUE 3. Máquinas herramientas con movimiento de corte rotativo
Torno.
Taladradora.
Fresadora.
Mandrinadora.
Rectificadora.
Centro de mecanizado.
Roscadora.
Sierra circular.
Afiladora.
Talladora de ruedas dentadas.
BLOQUE 4. Máquinas herramientas para mecanizados especiales
Introducción
Mecanizado mecánico:
Ultrasonido.
Chorro de agua.
Chorro de agua abrasivo.
Chorro de gas abrasivo.
Mecanizado electroquímico.
Mecanizado térmico:
Electroerosión.
Haz de electrones.
Láser.
Plasma.
Oxicorte.
Mecanizado químico.
ContenidoContenido
Para tomar un punto de referencia, vale la pena que definamos primero lo que enten-
demos por mecanizado:
Operación/es que consiste/n en dar forma o acabado a una pieza mediante un proceso que
implica una pérdida de material, utilizando una herramienta de corte u otros procedimientos.
También podemos constatar que en algunos sectores industriales, el conformado tam-
bién es considerado como mecanizado.
Entre los procesos mecánicos que implican el arranque de material se pueden incluir:
aserrado, taladrado, torneado, fresado, mortajado, brochado, cepillado, etc., como proce-
dimientos en los que el arranque de viruta se produce a través de los filos -determinados
geométricamente- de la herramienta, y rectificado, esmerilado, electroerosión, bruñido y
láser, como procesos con filos no determinados.
El mecanizado por arranque de viruta es parte relevante de muchos procesos en la pro-
ducción de una amplia gama de elementos, que forman parte de: motores, maquinaria,
herramientas, utillajes, vehículos, recambios, etc.
El mecanizado de una pieza consta de una sucesión de operaciones, definidas por el
proceso de mecanizado necesario y que engloba de forma detallada, todas las transfor-
maciones que debe sufrirésta hasta su acabado final.
Para ello, utilizamos -generalmente- las máquinas herramientas, aunque también exis-
ten herramientas adecuadas para realizar algunos procesos manualmente: limas, arcos de
sierra, cinceles, buriles, escariadores, terrajas y machos de roscar a mano, etc.
Las máquinas herramientas destinadas al mecanizado han de cumplir varias condiciones:
exactitud en su fabricación: precisión en los elementos constructivos de la máquina;
exactitud en el trabajo: determina la realización y capacidad de repetición de las pie-
zas fabricadas;
seguridad de funcionamiento: para no
perturbar la marcha del proceso de
mecanizado;
protección en el trabajo: salvaguarda a
los operarios contra accidentes.
Las máquinas herramientas pueden traba-
jar con o sin arranque de viruta -por defor-
mación (conformado) o por corte-. Si man-
tenemos la definición de mecanizado, cabe
convenir que las primeras son las máquinas
herramientas por excelencia.
IntroducciónIntroducción
Algo de Historia...
Las máquinas herramientas modernas datan de 1775, año
en el que el inventor británico John Wilkinson construyó en
los talleres metalúrgicos de Bersham, una taladradora hori-
zontal que permitía conseguir superficies cilíndricas interio-
res. Hacia 1794 Henry Maudslay desarrolló el primer torno
mecánico, que patentó en 1797.
Hacia 1800 Maudslay construyó un torno pensado princi-
palmente para tallar tornillos.
Una de las máquinas (cepilladora) de Whitworth.
Más adelante, Sir Joseph Whitworth, que en 1835 patentó
un torno de plato, aceleró la expansión de las máquinas de Wil-
kinson y de Maudslay al desarrollar otras máquinas, instru-
mentos que permitían una precisión de una millonésima de
pulgada (0,0000254 milímetros), unificar el perfil de las roscas
y los pasos de los tornillos, etc. Sus trabajos tuvieron gran rele-
vancia ya que se necesitaban métodos precisos de medida para
la fabricación de productos hechos con piezas intercambiables.
Las primeras pruebas de fabricación de piezas intercam-
biables se dieron al mismo tiempo en el Viejo y Nuevo Con-
tinente. Estos experimentos se basaban en el uso de calibres
de catalogación, con los que las piezas se podían clasificar en
dimensiones prácticamente idénticas.
Fresadora de Whitney.
El primer sistema de verdadera producción en serie fue crea-
do por el inventor estadounidense Eli Whitney, quien consiguió
en 1798 un contrato del gobierno para producir 10.000 mosque-
tes hechos con piezas intercambiables.
Allá por 1843, para sustituir las piedras de arenisca, en
París se fabricó la primera muela artificial.
Inicialmente para el rectificado de piezas cilíndricas se uti-
lizaba el torno, acoplando en su carro longitudinal un cabezal
porta-muelas (de rectificar). En 1870, Brown&Sharpe fabricó
y comercializó la primera rectificadora universal, que no fue
tal hasta que en 1880 se le añadió el dispositivo para el recti-
ficado interior, y ese mismo año, construyó una pequeña rec-
tificadora de superficies planas para piezas pequeñas; y en
1887, una rectificadora puente para piezas grandes. El verda-
dero desarrollo del rectificado de producción con herramien-
tas abrasivas no se inició hasta finales del siglo XIX. Dos cir-
cunstancias favorecieron este desarrollo:
la exigencia de la industria del automóvil que solicita
piezas de acero templado y acabadas con un alto grado
de calidad y,
el descubrimiento, en 1891, por parte de Edward Goo-
drich Acheson, del carburo de silicio, «carborundum».
El descubrimiento de Acheson permitió disponer de una
herramienta importante para poder desarrollar grandes veloci-
dades de corte, lo que condujo a la construcción de máquinas
más potentes y precisas capaces de cubrir las exigencias de
calidad.
A finales del siglo XIX, la empresa inglesa Churchill y las
americanas Norton, Landis, Blanchar, Cincinnati, etc., ya
habían desarrollado prácticamente todos los tipos de rectifica-
doras, con la tecnología de la época.
A principios del siglo XX, aparecieron máquinas herramien-
tas más grandes y de mayor precisión. A partir de 1920 estas
máquinas se especializaron y entre 1930 y 1950 se desarrollaron
máquinas más potentes y rígidas que aprovechaban los nuevos
materiales de corte desarrollados en aquel momento.
Estas máquinas especializadas permitían fabricar produc-
tos estandarizados con un coste bajo, utilizando mano de obra
sin cualificación especial. Sin embargo, carecían de flexibili-
dad y no se podían emplear para varios productos ni para
variaciones en los estándares de fabricación.
Para solucionar este problema, las diversas ingenierías que
intervienen en el diseño y construcción de maquinaria, se han
dedicado durante las últimas décadas a diseñar máquinas
herramientas muy versátiles y precisas, controladas por orde-
nadores, que permiten fabricar de forma asequible piezas y
componentes con un alto índice de complejidad.
Este nuevo tipo de máquinas actualmente se utiliza en
todos los sectores de la producción.
3© ITES-PARANINFO
00Introducción a las máquinas herramientas
© ITES-PARANINFO4
00Introducción a las máquinas herramientas
Bloque 1. Máquinas herramientas
Introducción
Actualmente el concepto de máquina herramienta es mucho
más amplio y especializado que hace unos años. Los procesos
cada vez están más automatizados, y esto requiere el contacto
directo con nuevas tecnologías, cada vez más complejas y que
suponen un fuerte desafío para el profesional mecánico.
Por tanto, es evidente que debemos familiarizarnos ense-
guida con las nuevas máquinas e ir abandonando, hasta cierto
punto -claro está-, la clasificación convencional de aquéllas
-torno, fresadora, limadora...- por designaciones y conoci-
mientos más precisos que definan mejor la complejidad de las
máquinas herramientas actuales.
Clasificación
Para empezar a tomar referencias, creemos oportuno esta-
blecer una primera clasificación -general- de las máquinas
herramientas, estructurada en cuatro grandes grupos según el
tipo de producción a la que se destinan:
Y en función del movimiento de corte de las mismas, establecemos la siguiente clasificación:
En esta clasificación aparecen la gran mayoría de tipos de máquinas herramientas que cubren el espectro general del mecanizado.
Adecuadas para la ejecución de mecanizados de tipo general con variadas características. Corresponden
a este grupo las conocidas como «clásicas»: torno paralelo, fresadora universal, taladradora de columna,
sierra alternativa, limadora o cepillo, etc.
Convencionales.
Las destinadas al mecanizado de piezas determinadas o procesos concretos que exigen peculiaridades espe-
cíficas a la máquina: brochadoras, talladoras de ruedas dentadas (engranajes), fresadora-punteadora, etc.
Hoy por hoy, su grado de automatización es alto.
Específicas.
Limadora o Cepillo
Sierra alternativa
Mortajadora
Brochadora
Talladora de ruedas dentadas
{{
{
{{{
{
{
Cepilladora o Cepillo de puente
Torno
Roscadora
Taladradora
Sierra circular
Roscadora
Fresadora
Rectificadora
Afiladora
Mandrinadora
Punteadora
Talladora de ruedas dentadas
Centro de mecanizado
Arco de plasma
Láser
Chorro de agua
Electroquímico
Ultrasonidos
Haz de electrones
...
Máquinas
para
mecanizados
especiales
De la herramienta
De la pieza
De la herramienta
De la pieza
Movimiento de corte
rectilíneo
Movimiento de corte
circularMáquinas
herramientas
Proyectadas para el mecanizado de grandes series de un solo tipo de pieza, disponen en la mayoría de
las ocasiones de un grado de automatización total: transfer.
En la actualidad, puesto que su coste es muy elevado, la tendencia en este tipo de máquinas deriva hacia
las células de fabricación flexible, que permiten su aplicación para -prácticamente- todo tipo de piezas.
Especiales.
Utilizadas para el mecanizado de medianas o grandes series de piezas o familias de piezas. Están diseña-
das y construidas con un nivel muy elevado de automatización: fresadoras de ciclos, tornos automáticos
mono y multihusillos, etc.
Con características propias, absolutay totalmente originales, están las máquinas de control numérico, que
hasta no hace mucho estaban consideradas como una variante de este grupo, pero actualmente con un
peso muy importante dentro de él.
Automáticas.
Movimiento de corte rectilíneo
Entendemos por movimiento de corte rectilíneo el que,
independientemente de la forma de la herramienta, se produ-
ce en una trayectoria recta.
Puesto que para que se produzca el arranque de viruta son
necesarios al menos dos movimientos: el de corte y el de
avance, en unos casos el de corte lo describe la herramienta y
en otros la pieza, tal como hemos visto en la clasificación
anterior.
Así pues, cuando el movimiento de corte lo describe la
pieza a mecanizar, los movimientos auxiliares de avance, en
uno o varios ejes (simultáneamente, o no), son realizados por
la herramienta.
Cepillo puente.
Cuando el movimiento de corte lo describe la herramienta,
los movimientos auxiliares de avance, en uno o varios ejes
(simultáneamente, o no), son realizados por la pieza.
Movimiento de corte en la limadora.
Movimiento de corte circular
Entendemos por movimiento de corte circular (o rotativo)
el que, independientemente de la forma de la herramienta, se
produce en una trayectoria curva, generalmente circular.
Al igual que en el movimiento de corte rectilíneo, en unos
casos el de corte lo describe la herramienta y en otros la pieza,
siendo la misma aplicación para los auxiliares.
De la herramienta (fresadora).
De la pieza (torno).
Bloque 2. Máquinas herramientas
con movimiento de corte rectilíneo
Cepilladora (Cepillo de puente)
El cepillado es un procedimiento de mecanizado por arran-
que de viruta en el que el movimiento de corte es rectilíneo
alternativo, producido por una herramienta o por la propia
pieza.
Si es la pieza la que tiene el movimiento de corte, estamos
hablando de una cepilladora o cepillo de puente (segunda
figura de la página siguiente). Si es la herramienta, estaríamos
hablando de una limadora (primera figura de la página
siguiente, también denominada cepillo), y si es en posición
vertical estaríamos hablando de una mortajadora.
5© ITES-PARANINFO
00Introducción a las máquinas herramientas
Corte
Avance
Movimiento
de corte
Movimiento
de corte
El movimiento de corte se divide en dos fases claramente
diferenciadas: carrera de trabajo y carrera de retroceso.
Durante la carrera de trabajo, la mesa debe acelerarse
hasta alcanzar la velocidad de trabajo vt y después frenarse
hasta parar. La carrera de retroceso empieza con velocidad
inicial 0 hasta llegar a la velocidad vr, que se mantiene hasta
el último tramo, donde empieza a frenar hasta parar.
Para que el tiempo empleado en la carrera de retroceso sea
el mínimo, ya que se efectúa en vacío (que durante la misma
la herramienta no produce viruta), suele aplicarse vr > vt. Para
ello estipulamos:
vr = k . vt
Evidentemente k no puede tener cualquier valor. La razón
es que está limitado por las fuerzas de inercia que producen la
aceleración y frenado de las masas (conjunto de la mesa, pieza,
etc.). Como punto de referencia suele tomarse k < 3, para con-
seguir un accionamiento eficaz y poder establecer mayor uni-
formidad en la aceleración y deceleración de la mesa.
Esta limitación de la velocidad suele suponer un inconve-
niente productivo en el rendimiento de la máquina, lo que
determina claramente que esta máquina no es adecuada para
piezas pequeñas.
Cepillado de una pieza mediante herramientas montadas
en dos cabezales distintos.
Actualmente, los planteamientos productivos (ingeniería
del corte, materiales y geometrías a mecanizar, capacidad de
proceso, rendimiento...) han llevado a los fabricantes de
maquinaria a desarrollar una nueva máquina (aunque es un
híbrido de fresadora y cepilladora) que asume en porcentaje
muy alto dichos planteamientos. Para este tipo de máquina se
ha acuñado la denominación: Fresadora Cepillo - Puente.
La funcionalidad de estas máquinas con todo su herramen-
tal, así como su precisión, dista bastante de la que en 1817
Richard Roberts fabricó en Inglaterra como primer cepillo
puente práctico de uso industrial para planear planchas de
hierro, incorporando una guía en V y la otra plana para el des-
plazamiento de la mesa portapiezas.
Fresadora Cepillo-Puente.
Los trabajos característicos que se realizan en esta máqui-
na son: planeado de superficies (horizontales, verticales e
inclinadas), ranurado en todas sus opciones, fresado, taladra-
do y mandrinado.
© ITES-PARANINFO6
00Introducción a las máquinas herramientas
avance
avance
corte
penetración
cor
te
vt
vr
t
p
a
El cabezal de fresar permite inclinar el eje de la fresa hacia
cualquier lado de la vertical, así como desplazar el husillo en
sentido axial dentro de una camisa (normalmente para tala-
drado y mandrinado).
Todo ello permite excelentes soluciones de mecanizado,
puesto que no es necesario cambiar de máquina para el fresa-
do, salvedad muy importante cuando tratamos con piezas
voluminosas y/o pesadas.
También suele utilizarse un accesorio bastante rentable,
sobre todo cuando no se requiere un grado de rectificado muy
elevado y una complejidad en las formas. Se trata de un cabe-
zal autónomo de rectificar, que se monta en el carro portahe-
rramientas de la máquina.
Cabe aclarar que, siendo máquinas de grandes dimensiones
y con el nivel tecnológico actual, podemos encontrarnos con
un sinfín de variaciones y acoplamientos puntuales. Dicho de
otra manera, este tipo de máquinas prácticamente se constru-
yen a medida.
Cabezal de fresar de una Fresadora-Cepillo Puente (ejemplo).
Limadora
La necesidad de sustituir el trabajo de cincel y lima, en pie-
zas pequeñas fue la razón que motivó a James Nasmyth en
1836 a diseñar y construir la primera limadora, bautizada con
el nombre de “brazo de acero de Nasmyth”. En 1840 Whit-
worth perfeccionó esta máquina, incorporando un dispositivo
automático descendente del carro portaherramientas.
Su uso queda delimitado a superficies pequeñas y media-
nas, para trabajos de desbaste y medio acabado, con toleran-
cias medias.
No se puede considerar una máquina de precisión, aunque
tanto ésta como la calidad del acabado dependen en la mayo-
ría de los casos de la habilidad del operario.
Las máquinas de limar, que no se han de confundir con las
limadoras, son máquinas que se utilizaban en matricería -ya
deben quedar muy pocas- y trabajos afines, cuya herramienta
era una lima a la que se le daba movimiento mecánicamente
(vertical alternativo).
Esas limas podían ser limas corrientes de ajustador a las
que se les preparaba convenientemente los extremos, o bien
limas especiales que ya venían adaptadas para la misma
máquina.
Sierra Alternativa/Cinta
Cuando se requiere cortar espesores algo mayores, o gran
número de piezas -sea con la misma o distinta medida- evi-
dentemente no es operativo hacerlo a mano. Entonces se recu-
rre a la máquina que habitualmente se considera como auxiliar.
7© ITES-PARANINFO
00Introducción a las máquinas herramientas
corte
retroceso
avance
avance
Limadora.
Máquina de limar.
Sierra con movimiento alternativo.
Generalmente son cuatro los tipos de máquina utilizados:
Alternativas (figura superior),
de cinta: horizontales y verticales,
circulares,
especiales (chorro de agua, láser...).
Las máquinas de cortar alternativas utilizan el sistema de
un arco de sierra dotado de un movimiento de vaivén genera-
do por un mecanismo de biela-manivela. La pieza, barra, etc.
a cortar, se coloca en la bancada -habitualmente pequeña-
donde se ha dispuesto una mordaza para la sujeción.
La herramienta cortante es una hoja de sierra -parecida a
las de serrar a mano- reforzada, de una longitud mínima de 14
pulgadas (355,6 mm) y con distintos pasos:
para corte ligero: 18, 22, 32 dientes por pulgada,
para corte fuerte (pesado): 8, 10, 14 dientes por pulgada.
Actualmente las sierras de cinta horizontales están despla-
zando a las alternativas por varias razones, entre otras:
mayor rendimiento,
trabajar continuamente sobreel material,
...
Sierra de cinta horizontal.
Estas máquinas, aunque inicialmente estaban basadas en dos
grandes volantes cuyo contorno estaba recubierto con una capa de
goma (o corcho) donde se montaba la cinta de sierra, actualmen-
te tienen una tecnología más compleja, no tanto en el sistema de
movimiento de la cinta -que se parece mucho al inicial- sino en
los sistemas de amarre, avance, presión, etc., ya que habitual-
mente forman parte de sistemas automatizados de serrado.
Sierras de cinta verticales.
Las sierras de cinta verticales, inicialmente, no se utiliza-
ban para trocear piezas; eran máquinas habitualmente desti-
nadas a trabajos de troquelería. Al igual que la mayoría de
máquinas que hasta hace poco se utilizaban en el campo de la
matricería y han quedado obsoletas, lo mismo ha pasado con
estas sierras de cinta verticales: sus funciones han sido absor-
bidas por las máquinas de electroerosión por hilo y por las de
corte por láser.
Pero las destinadas a trocear piezas han conseguido el
mismo nivel que las de cinta horizontales.
Mortajadora
La mortajadora, también llamada cepillo vertical, máquina
de escoplear o escopleadora, es en realidad una limadora ver-
tical; es decir, una limadora cuyo carro portaherramientas
tiene un movimiento rectilíneo alternativo vertical, mientras
que la pieza, sujeta a una mesa circular, efectúa los movi-
mientos de avance y penetración.
© ITES-PARANINFO8
00Introducción a las máquinas herramientas
Una de las diferencias de la mortajadora en relación con la
limadora normal, es la posición de la herramienta, que traba-
ja en sentido longitudinal en vez de trabajar en sentido trans-
versal al eje de la cuchilla.
Los trabajos característicos de la mortajadora son: el ranu-
rado exterior y especialmente interior (fabricación de chave-
teros en cubos de ruedas dentadas, poleas...) realización de
agujeros de diversas secciones (cuadrada, hexagonal, triangu-
lar, etc.), dentados interiores...
Brochadora
La denominación de esta máquina proviene del útil que uti-
liza: brocha (del inglés broach).
Tal como podemos ver en la figura de arriba, la brocha es
una herramienta rectilínea de múltiples filos y con la sección
igual a la sección final de la pieza que se mecaniza.
El brochado consiste en pasar la brocha, normalmente en
una sola pasada, mediante el avance continuo de la misma.
Ésta retrocede a su punto de partida después de completar su
recorrido.
La brocha trabaja por arranque progresivo del material.
Esto se consigue a través del escalonamiento racional de los
dientes, determinado por la forma cónica de la herramienta.
Tal como podemos ver en los esquemas de las figuras supe-
riores, el movimiento de corte lo produce la brocha al avan-
zar, mientras que la pieza está fijada. Por tanto, no existe
movimiento de avance y la profundidad de pasada la propor-
ciona la herramienta.
Las brochadoras pueden ser horizontales y verticales,
según la forma de trabajar de la brocha. Habitualmente el bro-
chado es interior, aunque también existen brochadoras y acce-
sorios para brochado exterior.
9© ITES-PARANINFO
00Introducción a las máquinas herramientas
A su vez pueden trabajar a tracción (A) -la más habitual en
horizontal- y a compresión (B).
Éstas son algunas de las formas que habitualmente se
obtienen en procesos de brochado interior:
Talladora de ruedas dentadas
Una primera clasificación (cabe recordar que estamos en
máquinas herramientas con movimiento de corte rectilíneo)
podemos establecerla como sigue:
con herramienta de forma,
por reproducción (con plantilla):
− con herramienta móvil y pieza fija,
− con herramienta fija y pieza móvil.
por generación:
− con útil cremallera,
− con útil piñón.
Las máquinas talladoras de ruedas dentadas que se presen-
tan en este apartado, corresponden a las denominadas «por
generación».
Los sistemas utilizados actualmente para el tallado de rue-
das dentadas cilíndricas por generación son:
por cremallera:
− sistema «Maag»,
− sistema «Sunderland».
piñón mortajador:
− sistema «Fellows».
Para el tallado de ruedas dentadas cónicas de diente recto
por cepillado con generación son:
con una herramienta:
− sistema «Bilgram»
con dos herramientas:
− sistema «Gleason»
− sistema «Heidenreich»
− sistema «Harbeck»
© ITES-PARANINFO10
00Introducción a las máquinas herramientas
cabeza
cue
rpo
de
nta
do
guí
a
del
ant
era
A B
Máquinas sistema Maag
La herramienta es una cremallera y cada diente hace el
papel de una cuchilla de mortajadora (movimiento vertical
alternativo). Este movimiento es paralelo a las generatrices
del diente y corta el material en la carrera de descenso. En el
retroceso (subida) tiene un ligero desplazamiento para evitar
rozamientos que pudieran perjudicar las aristas de corte.
La pieza se encuentra sujeta en un eje de centrado (man-
drino, centrador...) que a su vez está centrado sobre la mesa de
la máquina.
La mesa de la máquina es la que realiza el movimiento de
generación, esto es, la rueda gira sobre la cremallera como si
engranara con ella, lo que conlleva también un desplazamien-
to en dirección transversal.
Estos movimientos (rectilíneo -desplazamiento- y circular
-rodadura-) se regulan por los sistemas cinemáticos de avan-
ces y velocidades.
Debido a que el número de dientes de la herramienta es
limitado, y siempre inferior al número de dientes de la rueda
a tallar, se requiere conducir de nuevo la rueda a su posición
de salida respecto a la herramienta.
Cremalleras para máquinas sistema Maag.
11© ITES-PARANINFO
00Introducción a las máquinas herramientas
fase de avance
fase de retroceso
Para conseguirlo, una vez que han actuado todos los dien-
tes de la herramienta, se desplaza la mesa sólo longitudinal-
mente sin que se produzca ningún giro.
A este retroceso de la pieza sigue un pequeño movimiento
circular en ambos sentidos con el fin de compensar el juego
de los órganos de mando de la mesa.
Después de regular la profundidad, la rueda penetra late-
ralmente en el dentado de la herramienta, y a partir de aquí se
inician los movimientos automáticos de generación y de avan-
ce que regulan el trabajo del engranaje y la pasada de la
máquina.
Para el desbaste es necesario que la rueda penetre lateral-
mente. Para el acabado, el perfil del diente puede entrar
radialmente.
Para el tallado de dientes helicoidales, en algunos casos se
podrá realizar con una herramienta normal inclinando la
corredera portaherramientas el valor del ángulo de la hélice de
la rueda que se pretende construir. Sin embargo, no siempre es
posible hacerlo, y en esos casos se requiere de cremalleras con
el diente inclinado. También suele utilizarse este último tipo
de cremalleras cuando la producción es grande.
Máquinas sistema Sunderland
Es un sistema parecido al «Maag» pero con algunas dife-
rencias. La más importante es el movimiento de la cremallera
que, además de vertical es transversal, mientras que la pieza
se limita a girar sobre su eje.
En el siguiente esquema podemos ver el proceso que sigue
una máquina del tipo Sunderland:
Fase de avance (trabajo):
1. Posición de partida.
2. La herramienta penetra hasta alcanzar la profundi-
dad del diente.
3. Empieza el giro (rodadura) de la pieza por despla-
zamiento de la herramienta.
Fase de retroceso:
4 y 5. Retroceso de la cremallera a su posición inicial.
En la posición 6 se inicia la repetición del ciclo.
Máquinas sistema Fellows
Para evitar el tiempo muerto que supone el retroceso de la
cremallera, o bien de la pieza hasta la posición de partida, en
el procedimiento de tallado con útil cremallera y, a la vez,
simplificar los mecanismos de las máquinas que tallan por
dicho sistema, se puso a punto el sistema Fellows, donde el
útil cremallera se sustituye por un útil piñón.
Este piñón equivale funcionalmente a la herramienta de
cremallera, puesto que ésta no deja de ser «un piñón dentado
de radio primitivo infinito», o si se prefiere, el piñón «una cre-
mallera de radio primitivo finito».
El principio en que se basa el
