248 Cepilladora de Codo

SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL

OCUPACIÓN

MECÁNICO DE MÁQUINAS HERRAMIENTAS

MANUAL DE APRENDIZAJE

• CEPILLADORA DE CODO

Técnico de

Nivel Operativo

AUTORIZACIÓN Y DIFUSIÓN

MATERIAL DIDÁCTICO ESCRITO FAMILIA OCUPACIONAL

METALMECÁNICA

OCUPACIÓN

MECÁNICO DE MÁQUINAS HERRAMIENTAS

NIVEL

TÉCNICO OPERATIVO

Con la finalidad de facilitar el aprendizaje en el desarrollo de la formación y capacitación en la ocupación del MECÁNICO DE MÁQUINAS HERRAMIENTAS a nivel nacional y dejando la posibilidad de un mejoramiento y actualización permanente, se autoriza la APLICACIÓN Y DIFUSIÓN de material didáctico escrito referido a CEPILLADORA DE CODO. Los Directores Zonales y Jefes de Unidades Operativas son los responsables de su difusión y aplicación oportuna.

DOCUMENTO APROBADO POR EL GERENTE TÉCNICO DEL SENATI N° de Página……152……

Firma …………………………………….. Nombre: Jorge Saavedra Gamón Fecha: …………………………………….

Registro de derecho de autor:

TAREA Nº 01 SOPORTE DE EJE • HABILITAR MATERIAL • ACONDICIONAR CEPILLO DE CODO • CEPILLAR SUPERFICIES PLANAS • CEPILLAR SUPERFICIES INCLINADAS • TRAZAR • GRANETEAR

N8 +- 0,1

16

27

40

15

R

12

9

15

34 48

Nº

ORDEN DE EJECUCIÓN

01

Habilite el material

02

Trace y granetee

03

Acondicione el cepillo

04

Cepille la superficie plana

05

Cepille la superficie inclinada

06

Verifique las medidas

01

01

PZA. CANT.

HERRAMIENTAS / INSTRUMENTOS

• Nivel y reloj comparador • Escuadra de 90º • Calibrador Vernier • Martillo de goma • Paralelas • Destornillador plano • Llave de boca 24, 27 y 34 • Llave francesa de 10” • Llave Allen de 11mm • Brocha de 2” • Util de desbastar y acabar

SOPORTE DE EJE DENOMINACIÓN

42 x 50 x 18 NORMA / DIMENSIONES

SOPORTE DE EJE

St 3 7 - 2 MATERIAL HT

OBSERVACIONES

01/MH

TIEMPO: 1 6 H r s .

MECÁNICO DE MÁQUINAS HERRAMIENTAS

ESCALA: 1 : 1

REF. HO-01-06 HOJA: 1 / 1 2003

CEPILLADORA DE CODO OPERACIÓN: HABILITAR MATERIAL Esta operación consiste en cortar el material en bruto con una sobre medida mediante el aserrado manual o utilizando la sierra de vaiven, para luego llevarlo a la máquina cepilladora de codo y trabajarlo.

Aserrado manual

Sierra de Vaiven

PROCESO DE EJECUCIÓN

1º PASO : Ubique el material.

Fig. 1

a) Limpiandolo y ajustandolo sobre el tornillo de banco o prensa de la sierra mecánica. (Fig. 1).

X

2º PASO : Asierre.

a)Preparando el material mediante el trazado plano o trazado al aire. (Fig. 2 - a y b)

a)

b) Fig. 2

b) Seleccionando la hoja de sierra según el material. (Fig. 3)

c) Aserrando manualmente con el arco de sierra sobre la línea de referencia y/o trazada. Fig. 3

MECÁNICO DE MÁQUINAS HERRAMIENTAS

5

REF. HO.01/MH 1 / 2

CEPILLADORA DE CODO c) Aserrando mecánicamente el material con la sierra de vaiven teniendo en cuenta la carrera y el avance para el corte del material así como la dirección de corte de la hoja de sierra. (Fig. 4)

Fig. 4

OBSERVACIÓN Utilice refrigerante para enfriar la hoja de sierra y evitar que los dientes se quiebren. (Fig. 5)

3º PASO : Verifique la medida. Fig. 5

a) Utilizando el calibrador o regla graduada observando que la medida esté dentro de lo estipulado en el pano. (Fig. 6 - a y b)

b)

a) Fig. 6

PRECAUCIÓN SEA CUIDADOSO AL CARGAR EL MATERIAL (Fig. 7 y 8)

Fig. 7

MECÁNICO DE MÁQUINAS HERRAMIENTAS

Fig. 8

6

REF. HO.01/MH

2/2

CEPILLADORA DE CODO OPERACIÓN: ACONDICIONAR CEPILLO DE CODO Esta operación consiste en preparar la máquina cepilladora de codo con los accesorios, herramientas de corte, velocidades quedando de esta manera lista para el trabajo. Se aplica cada vez que se desea realizar una operación de mecanizado en la cepilladora de codo. PROCESO DE EJECUCIÓN 1º PASO : Monte la prensa en la cepilladora. a) Limpie la mesa y la base de la prensa. b) S e l e c c i o n e l a p r e n s a adecuada para el trabajo. (Fig. 1) c) Monte los pernos de anclaje en la ranura de la mesa. (Fig.2 ) d) Fije la prensa ajustando con la llave adecuada.

30

60

Fig. 1

Fig. 2

2º PASO : Sujete la pieza. a) Monte la pieza y aprietela con las mordazas de la prensa. OBSERVACIÓN Interponer calzas en el fondo del material con anchura inferior a la prensa. (Fig. 3)

Fig. 3

Calzas o paralelas

PRECAUCIÓN • UTILICE PERNOS DE ANCLAJE Y NO TORNILLOS DE CABEZA EXAGONAL (Fig. 4) • ELEGIR LAS HERRAMIENTAS ADECUADAS PARA EL TRABAJO. (Fig. 5) ANTES DE USAR HERRAMIENTAS DE MANO PO R

AS LAS ADECUAD

DEFE

CTOS

N MALAS SI ESTA

Fig. 5

Fig. 4

MECÁNICO DE MÁQUINAS HERRAMIENTAS

7

REF. HO.02 MH

1/3

CEPILLADORA DE CODO 3º PASO : Fije la herramienta de corte en el porta herramienta. (Fig. 6) OBSERVACIÓN: La herramienta se elige según la operación de desbaste o acabado.

Fig. 6

4º PASO : Regule la máquina. a)Determinando la amplitud y la longitud de carrera de trabajo. (Fig. 7) OBSERVACIÓN 1) Gire la manivela (E) para alargar o acortar la amplitud respecto a la pieza. 2) Dejemos que la tuerca moleteadora gire mediante la manivela regulando la longitud en carrera o trayecto. ( Fig. 8)

Fig. 7

Palanca de velocidad “B” y “D”

b) Regule el número de carreras a utilizar mediante el desplazamiento de las palancas. (B y D).

Manivela “E”

Tuerca moleteadora

Fig. 8

c)Regule el movimiento de avance a través de la excéntrica C y palanca F que acuña la rueda L y cuña I. (Fig. 9) OBSERVACIÓN Para desplazar la mesa en sentido opuesto invertir con un giro de 180º la cuña I.

C F

I L

Fig. 9

PRECAUCIÓN • NO TRABAJE CON LA MÁQUINA EN MALAS CONDICIONES. • VERIFIQUE QUE LOS RESGUARDOS ESTÉN EN SU LUGAR.

MECÁNICO DE MÁQUINAS HERRAMIENTAS

8

REF. HO.02 MH 2 / 3

CEPILLADORA DE CODO d)Ponga la máquina en marcha y aproxime la herramienta hasta rayar el material levemente (Fig. 10). e) Haga coincidir el trazo cero del anillo graduado del porta herramienta (Fig. 11) para empezar a cepillar con profundidad de corte.

Fig. 10

5 0

65

75 70

55 60

5º PASO : Lubrique la máquina. (Fig. 12) Fig. 11

a) Lubrique las guías a cola de mileno del cabezal móvil. b) Lubrique el porta herramienta. c) Utilice la tarjeta de mantenimiento rutinario para lubricar la máquina antes de empezar a trabajar. (Fig. 13)

Fig. 12

6º PASO : Mantenga ordenado y limpio el puesto de trabajo.

COSTO DE RE P O RE PARA OSICIÓN CIÓN A

MARC

: CO

TALAO DR

MPLEX Cod. 1 FRESA Nº C 00104 MACH antida DOR 0823 INE d Cp 01 om one Tallre Model: 2 Mec. G 02 o MD Rodamie ntes de la -30B eneral 4 Repos 03 o SKF iin Pernos nts có o Tipo: 30M Ubic. 620 2 Repar 5 Ajuste 04 ación Pernos /16 tipo Alle 6 ILDRIN 4 n 5 05 Serie: ” zc Pernos /8x6a 1 9810270 1/4 tipo be a exagol Costo 06 Interru na U 4 2 ptor 0-1 Allen S/. 60 nit. 07 Costo Faja e .00 2 n V se Total S/ 08 . S/. ri e Pa ole s r B 2 .00 120 .00 1 ectifica -42 y B-34 S/. 09 S/. Grasa da s 5 .00 1 p 8 .00 S/. 10 S/. Grasao ara rodamiento 1 .00 2 10 .00 M s S/. 30 bil rg ad 11 10 20 S/. Tarros o2 2 d 6 .00 S/. 15 .00 S/. Bisagra e ip ntura ver 30 .00 de y nr s S/. 50 .00 e go S/. 1/4 de 30 .00 S/. 30 .00 galón S/. .00 100 .00 S/. 1 S/. 0 3 0 . S/. 12 .00 0 0 S/. .00 10 .00 S/. S/. 1 .00 24 .00 S/. 3 .00

PRECAUCIÓN Obser vacion e s:

• EVITE DERRAME DE LUBRICANTES. (Fig. 14) • DETENGA LA MÁQUINA ANTES DE LUBRICAR. (Fig. 15)

TOTAL

S/.

Fig. 13

Detenga La Máquina Para:

ARLA ENGRAS LA LIMPIAR RLA REPARA RLA AJUSTA A IONARL C C E P S IN Fig. 14

MECÁNICO DE MÁQUINAS HERRAMIENTAS

Fig. 15

9

REF. HO.02 MH 3 / 3

CEPILLADORA DE CODO OPERACIÓN: CEPILLAR SUPERFICIES PLANAS Es la operación que consiste en cepillar sobre una superficie plana de un material a través de la penetración de una herramienta con desplazamiento horizontal de la mesa manualmente o en automático, a fin de que la viruta sea uniforme. Se utiliza cada vez que se fabrica piezas de máquinas o equipos con superficies planas y paralelas. PROCESO DE EJECUCIÓN 1º PASO : Habilitar el material. a) Aserrando el material con sobre medida. 2º PASO : Acondicione cepillo de codo. a) Monte la prensa en la cepilladora. b) Sujete la pieza interponiendola calzas en el fondo de la pieza. (Fig. 1) c) Fije la herramienta de corte en el porta herramienta. (Fig. 2) d) Regule la longitud de carrera. (Fig. 3) e) Regule el número de carreras dobles. OBSERVACIÓN Seleccione adecuadamente la carrera con que va a trabajar, según el material y la profundidad de corte. f) Regule el avance de la mesa desplazando la excéntrica. (Fig. 4) g) Aproxime la herramienta hasta rayar levemente el material.

Fig. 1

Lu

l

Fig. 2

la

Fig. 3

Biela de carrera Disco excéntrico Gorrón Trinquete Rueda del Trinquete Husillo de la mesa Fig. 4

PRECAUCIÓN LIMPIE LA MÁQUINA Y UTILICE EL EQUIPO DE PROTECCIÓN PERSONAL. (Fig. 5) Fig. 5

MECÁNICO DE MÁQUINAS HERRAMIENTAS

10

REF. HO.03 MH 1 / 2

CEPILLADORA DE CODO

OBSERVACIÓN Calcule la profundidad de corte y determine la cantidad de pasadas a realizar.

Nº

g) Regule a cero los anillos graduados de la cepilladora. (Fig.6)

Fig. 6 Avance vertical

3º PASO : Cepille superficie plana. a) Ponga la máquina en marcha y efectúe pasadas de desbaste y acabado. (Fig.7) b) E f e c t ú e e l a v a n c e d e alimentación horizontal de forma manual o automática.

Fig. 7

Avance horizontal

3

OBSERVACIÓN La profundidad de corte o avance vertical debe efectuarse en la carrera de retroceso del cabezal móvil. (Fig. 8)

Fig. 8

1

4º PASO : Verifique la planitud. a) Compruebe la planitud con la reglilla del ajustador. (Fig. 9) b) C o m p r u e b e l a p l a n i t u d utilizando el reloj comparador. (Fig. 10)

Fig. 9

5º PASO : De acabado. a) Utilizando la lima plana fina elimine la rebaba y acabe la superficie. ( Fig.11) Fig. 10

PRECAUCIÓN NO EXTRAIGA LA VIRUTA CON LA MANO. (Fig. 12)

PIEZA LIMA PLANA Fig.11

Fig.12

UN GRAMO DE PREVENCIÓN

ES MEJOR QUE UN KILO DE CURA!

MECÁNICO DE MÁQUINAS HERRAMIENTAS

11

REF. HO.03 MH 2 / 2

CEPILLADORA DE CODO OPERACIÓN: CEPILLAR SUPERFICIE INCLINADA Esta operación consiste en cepillar sobre una superficie plana, otra superficie inclinada cambiando de dirección al carro porta herramienta y desplazandola continuamente según el ángulo deseado. Esta operación se utiliza para construir piezas como: prismas en “V”, mecanismos con cola de milano, piezas oblicuas, etc.

PROCESO DE EJECUCIÓN 1º PASO : Habilite el material. 2º PASO : Acondicione cepilladora de codo. OBSERVACIÓN Seleccione la herramienta adecuada para el cepillado inclinado. (Fig. 1)

Fig. 1

3º PASO : Cepille la superficie plana.

4º PASO : Cepille la superficie inclinada.

Fig. 2

a) Prepare el material haciendo trazos sobre la superficie plana y graneteando sobre las líneas de referencia. (Fig. 2) b) I n c l i n e e l c a r r o p o r t a herramienta y fíjelo al ángulo deseado. (Fig. 3) c) Inmovilice el portaherramienta con una chaveta.

MECÁNICO DE MÁQUINAS HERRAMIENTAS

12

Chaveta

Fig. 3

REF. HO.04 MH 1 / 2

CEPILLADORA DE CODO

e) Cepille la superficie inclinada, girando la manivela del porta herramienta y desplazandola sobre el material trazado. (Fig. 4)

Fig. 4

f) Incline el porta herramienta en el otro sentido, fíjelo, cepille y efectúe pasadas de acabado (Fig. 5 )

5º PASO : Verifique la superficie. a)Comprobando con el goniómetro la parte inclinada (Fig. 6). Fig. 5

b) Comprobando la planitud y el escuadrado de la superficie inclinada.

90

1 00

110 120 130 14 0

15 0

16 0

0 17

70

80

0

60

18

50

60 40

40

30

30

90 100 110 12 0

0 15

20

160

20

80

0 14

0

10

170

10

70

0 13

50

A

Fig. 6

C Evite AIDAS

PRECAUCIÓN MANTENGA ORDENADO Y LIMPIO EL PUESTO DE TRABAJO PARA EVITAR CAÍDAS. (Fig. 7)

levantando los objetos del suelo

secando los derrames

manteniendo los pasillos limpios

¡SIEMPRE! MECÁNICO DE MÁQUINAS HERRAMIENTAS

13

Fig. 7

REF. HO.04 MH 2 /2

CEPILLADORA DE CODO OPERACIÓN: TRAZAR Es la operación que consiste en trazar sobre una superficie, rectas en diversas posiciones, tomando como base una cara de referencia y trazando manualmente (trazado plano) por los puntos previamente determinados y con un instrumento de precisión en trazado al aire. 16

Esta operación se ejecuta como paso previo a la mecanización sirviendo de guía o referencia. 34 48

PROCESO DE EJECUCIÓN A.- TRAZADO PLANO 1º PASO : Pinte la cara de la pieza. a) La cara debe estar limpia de grasa. b) Pinte con tiza o azul de prusia.

Fig. 1

2º PASO : Marque los puntos de referencia por donde van a pasar las rectas. (Fig. 1) 3º PASO : Trace sobre la cara de referencia. a) Trace líneas rectas. (Fig. 2) b) Trace circunferencias con el compás. (Fig. 3) c) Trace líneas oblicuas con ayuda del goniómetro. (Fig. 4)

Fig. 2

Fig. 3

4º PASO : Granetee sobre las líneas de referencias. (Fig. 5) PRECAUCIÓN

Fig. 4 Fig. 5

PROTEGER LA PUNTA DE TRAZAR CON CORCHO. NO GUARDAR LA PUNTA DE TRAZAR EN LOS BOLSILLOS. Fig. 6

Fig. 6

MECÁNICO DE MÁQUINAS HERRAMIENTAS

14

REF. HO.05 MH 1 / 1

10 11 12 13 14 15 16 18 19

CEPILLADORA DE CODO

8

9

PROCESO DE EJECUCIÓN

2 1

X

3

4

5

6

7

B.- TRAZADO AL AIRE (Fig. 1) 1º PASO : Pinte la cara de la pieza. a) La cara debe estar limpia de grasa. b) Pinte con azul de prusia o barniz. (Fig. 2)

Fig. 1

2º PASO : Prepare el gramil o calibrador de altura. (Fig. 3)

Fig. 2

3º PASO : Trace líneas rectas sobre la cara de referencia. a) Trace rectas en posición horizontal respecto a las pieza. (Fig. 4) b) Trace rectas cambiando la posición de la pieza. c)Trace líneas oblicuas con ayuda del goniometro.

Fig. 3

Fig. 4

4º PASO : Granetee sobre las líneas de referencias. (Fig. 5) 5º PASO : Trace circunferencias y arcos con el compás de punta. (Fig. 6)

Fig. 6

16

27

40

6º PASO : Verifique las medidas según el plano. (Fig. 7)

15

R

12

Fig. 5

PRECAUCIÓN PREVENGA IRRITACIONES DE LA PIEL DESPUES DE UTILIZAR EL AZUL DE PRUSIA. (Fig. 8)

15

34

Fig. 7

48

Use únicamente AGUA Y JABÓN

Fig. 8

MECÁNICO DE MÁQUINAS HERRAMIENTAS

15

REF. HO.05 MH 2 / 2

CEPILLADORA DE CODO OPERACIÓN: GRANETEAR Es la operación que consiste en marcar puntos de referencia sobre un material mediante la penetración de la punta de una herramienta llamada granete. PROCESO DE EJECUCIÓN 1º PASO : Prepare el material y el granete. a) Trazando línea de referencia sobre la superficie plana. b) Seleccionando el granete con el ángulo de la punta de 60º para trazos de referencia y el de 30º para marcar centro donde se apoya el compas. 2º PASO : Granetee.

Fig. 1

a) Coloque el granete sobre la línea de referencias inclinándola hacia atrás. (Fig. 1). b) Posicione el granete en forma vertical (Fig. 2). c) Golpee el granete suavemente en direcciones del eje del ganete (Fig. 3).

Fig. 2

OBSERVACIÓN Verifique que la punta del granete esté bien afilado. (Fig. 4) 3º PASO : Verifique el graneteado. (Fig. 5) a) Utilizando una lupa verifique si los puntas están sobre la intersección y la línea de referencia.

Fig. 3

X

Fig. 4

Fig. 5

PRECAUCIÓN UTILICE LA HERRAMIENTA ADECUADA Y CORRECTAMENTE . Fig. 6 Fig. 6

MECÁNICO DE MÁQUINAS HERRAMIENTAS

16

REF. HO.06 MH 1 / 1

CEPILLADORA DE CODO LA CEPILLADORA DE CODO Es una máquina-herramienta en la cual se efectúan trabajos para producir superficies planas, lisa o incluso dar a la pieza una forma perfilada, comúnmente se llama: Limadora o Cepillo de Codo; por su similitud de trabajo con las cepilladoras. La diferencia entre estas dos máquinas está en el movimiento de la herramienta y la pieza a trabajar. (Fig. 1) La cepilladora de codo y/o limadora el movimiento fundamental se da a la herramienta y el movimiento de alimentación se da a la pieza.

Fig. 1

El movimiento de corte o de trabajo es rectilíneo, alternativo, horizontal y lo efectúa la herramienta. (Fig. 2)

Fig. 2 El movimiento de avance es rectilíneo e intermitente y lo presenta la pieza.

El movimiento de penetración es rectilíneo y lo efectúa la herramienta.

En las Limadoras y en cepilladoras es posibles mecanizar horizontalmente superficies planas exteriores de cualquier forma y dimensión Ejemplos de piezas mecanizadas con limadora de codo (superficies de piezas primáticas, ranuras, guías y correderas en cola de milano. (Fig. 3 - a y b)

a)

b) Fig. 3

17

CEPILLADORA DE CODO Cepilladora Los movimientos se aplican a la inversa, es decir el movimiento fundamental se da a la pieza (Fig. 1) y el movimiento de alimentación se da a la herramienta (Fig. 2). El movimiento de trabajo lo efectúa la pieza L y es rectilíneo, alternativo y horizontal. Los movimientos de avance y de penetración P los posee la herramienta.

Fig. 1

Fig. 2

En la Fig. 3 se muestra un tipo normal de cepilladora, de tamaño medio con una longitud de la mesa de 3 metros. Se utiliza para operaciones de grandes superficies planas o perfiladas: bancadas de torno, de prensas y de rectificadoras especialmente para la construcción de guías de las máquinas.

Fig. 3

18

CEPILLADORA DE CODO Principios constructivos de la cepilladora Ant todo, se deben distinguir las cepilladoras de dos montantes que son los llamados cepillos puente, por el aspecto que le asemeja a un puente, y las cepilladoras de un solo montante. Nuestra descripción va a ser desarrollada sobre las características de un Cepillo-Puente de la firma TECNIK, de Barcelona, que posee bastantes unidades fabricadas en funcionamiento por todo el país y, por ello, cuenta con una importante experiencia en este ramo. Es de hacer notar, que el cepillo con que ilustramos estas explicaciones, es además, hidráulico, por lo que no cabe duda de que se ha tomado un último modelo. Ante todo, cabe hacer constar que la bancada, la mesa y el puente son de función estabilizada de 220 a 250 Brinell, disponiendo en toda su longitud de varios puntos de nivelación, sobre la bancada y montajes. La mesa es de estructura tuular, con lo que se consigue una gran rigidez e indeformabilidad.

Fig. 4

La mesa se desliza sobre las guías de la bancada, (Fig. 4) y está dotada, como puede apreciarse, de una serie de ranuras “T” que sirven para la sujeción de las piezas por medio de las bridas correspondientes. A los lados de la bancada, se levantan los dos montantes que se aprecian perfectamente en la (Fig. 5), uno a la derecha y otro a la izquierda, y unidos por su parte superior para mayor robustez del conjunto. De ahí el nombre de puente con que se le distingue. Estos montantes están dotados también de una guías verticales por las que se desplazan los carros deslizantes con que se remata el travesaño horizontal, lo que le permite la facultad de desplazarse verticalmente para buscar la altura conveniente de trabajo para cada pieza. Este travesaño horizontal se mueve impulsado por un husillo vertical que funciona simúltaneamente, en cada uno de los dos montantes lo que le permite la elevación y descenso sobre el plano de la mesa de trabajo. Sobre el travesaño horizontal se desliza el carro transversal, tambián mediante husillo o bien hidráulicamente, como en el caso de esta máquina. Estos carros pueden ser hasta dos, en las grandes máquinas, como la que nos ocupa. Así, la (Fig. 6) nos muestra el carro y la torreta portaherramientas, que permite un giro de 90º y va provista de levantamiento hidráulico, en vez de la placa a charnela como comúnmente se venía usando. Este sistema de levantamiento protege a las herramientas, y en especial a las plaquitas de metal duro, que son las aconsejables para velocidades superiores a los 25 m/min.

Fig. 5

Fig. 6

19

CEPILLADORA DE CODO La Fig. 7 nos enseña la disposición que puede adoptar el segundo de los carros o charriones montados sobre el travesaño, situado al otro extremo del mismo, y en la foto que ilustra, montado en plan de cabezal de rectificar, lo que permite efectuar esta operación de rectificado sobre la misma cepilladora, sin tener que hacer traslados a otras máquinas rectificadoras, por otro lado, bastante problemáticas de conseguir para ciertas dimensionales. Esta operación de rectificado se hace además, con retroceso rápido, lo que evita la pérdida de tiempo. La foto de conjunto de la Fig. 5 permite observar con detalle la disposición de estos dos carros o charriones, sobre el travesaño o puente. El de montar la herramienta de corte, más hacia la derecha, y el de rectificar, hacia la izquierda de la figura. No obstante los dos Fig. 7 Fig. 8 puentes ser para herramientas de corte. Cuando los cepillos-puente son de categoría están también dotados de otros charriones laterales, con torreta portaherramientas, Fig. 8, que permiten el trabajo simultáneo, en planos verticales, con el de la superficie horizontal sobre la que trabaja el carro transversal. Esto se puede observar claramente sobre la Fig. 9 en la que se aprecian cuatro carros portaherramientas, dos horizontales y dos verticales, en un trabajo simultáneo sobre las mismas carreras, puesto que los desplazamientos verticales de los carros laterales se pueden hacer de modo por completo independiente de los otros horizontales, ya sea manual, hidráulica o eléctricamente. La Fig. 5 muestra también la disposición de uno de estos carros verticales, situado en su montante derecho. Como ya se indicó, el movimiento principal en las máquinas cepilladoras lo tiene la mesa, y ésta lo recibe, por lo general, a través de la bancada mediante un mecanismo de rueda dentada y cremallera tal como puede verse esquemáticamente en la Fig. 10. El caso hidráulico es distinto. La mesa tiene en la parte inferior una cremallera en la cual engrana una rueda dentada que es accionada a través de un sistema de engranajes hasta el motor de accionamiento. Después de cada carrera de trabajo debe retroceder la mesa, como es natural, para lo que se precisa que cambie de sentido de rotación el accionamiento.

Fig. 9

Esta inversión es provocada por la misma mesa de la cepilladora, y para ello se disponen sobre la bancada dos topes regulables que limitan el camino de otros dos palpadores o uñas de fin de carrera, que en cada caso, ponen en funcionamiento la inversión del accionamiento. Este sistema se emplea incluso en máquinas que disponen de accionamiento hidráulico, como la mencionada TECNIK, que nos sirve para esta descripción. Fig. 10

20

CEPILLADORA DE CODO No obstante, volviendo sobre el sistema clásico de accionamiento puramente mecánico, el choque entre la uña o palpador que se desplaza con la mesa, contra los topes montados sobre la bancada, como limitadores de carrera, se traducen en un movimiento que se transporta mediante una barra o palanca al sistema de transmisión por correas, que bajo este impulso realiza en cambio de sentido de rotación. Otro sistema también empleado modernamente en la inversión del accionamiento es el de un acoplamiento electromagnético. (Fig. 11) Finalmente, como epílogo de las explicaciones sobre el cepillo-puente resumiremos de modo conciso las características de esta máquina vistas a través de la elegida como muestra por considerar que reúne las máximas ventajas de modernidad y aplicación: 1. Gran velocidad de corte y retroceso. De 0 a 50 m/min. 2. Regulación sin escalonamientos de la velocidad de la mesa y de los avances de los charriones, lo que permite dar a cada trabajo la velocidad y sección de corte más convenientes. 3. Posibilidad de rectificar en la misma máquina, con retroceso rápido. 4. Reducción de tiempos de inversión, lograda por la suavidad y rapidez del sistema hidráulico, que permite hasta 120 carreras de 60 mm por minuto. 5. Gran precisión en el trabajo al disponer de una transmisión constante y elástica que permite trabajar piezas incluso sin salida de herramienta; aparte por la calidad elevada de su propia mecanización. 6. Perfecto acabado de superficies por las velocidades que pueden imprimirse y por la ausencia de engranajes (en los hidráulicos). 7. Mejor conservación de la máquina por la lubricación de las guías y la sencillez de construcción de su accionamiento. 8. Mayor duración de las herramientas por la suavidad del impulso hidráulico y su total levantamiento en el retroceso que le protege contra los choques contra la pieza. 9. Seguridad en el trabajo al disponer el circuito hidráulico de válvulas limitadoras de par máximo. 10. Herramientas estándar para trabajos estándar.

F i g . 11

21

CEPILLADORA DE CODO Tipos de Cepiladoras de Codo En cuanto al funcionamiento, se pueden distinguir dos tipos de cepilladora de codo. 1.

Cepilladora de Codo Mecánica En la cual los movimientos del cabezal, de la mesa y del porta-herramientas son de transmisión mecánica. (Fig. 1)

A

B Fig. 1

2. Cepilladora de Codo Hidráulica El motor eléctrico acciona la bomba, la cual aspira aceite del depósito y lo introduce en el circuito. El aceite llega, bajo presión, al distribuidor de cuatro vías. En la primera fase, el distribuidor dirige el aceite al cilindro hidráulico donde su velocidad y presión se transforma en un empuje sobre los órganos de movimiento de la máquina. (Fig. 2) En la segunda fase, el aceite retorna del cilindro al distribuidor que lo dirige al depósito concluyendo el ciclo.

Fig. 2

22

CEPILLADORA DE CODO Otros modelos de Limadoras o Cepilladoras de Codo En el caso presente, la oportunidad de nuevos tipos se basa sobre todo en que con ellos se cubre una amplia gama de necesidades de construcción, puesto que no será preciso el empleo de grandes máquinas para el trabajado de pequeñas piezas, con el consiguiente encarecimiento de la operación, e incluso, la privación e interferencia de unos trabajos con otros. Así, pues, vamos a reseñar una serie de máquinas que complementándose con las ya mencionadas, pueden ofrecer al interesado una mayor posibilidad de elección según sus necesidades inmediatas. Estas máquinas son de la firma CINCINNATI LYON CHOMIENNE, representadas en España por EXCLUSIVAS AMUTIO, de Valencia. La máquina modelo “EL 205”, es una máquina de precisión, especialmente concebida para la ejecución de pequeñas piezas, que pueden ser de serie o bien de utillajes. Resulta extremadamente manejable. Su funcionamiento es absolutamente silencioso, y tanto la rueda como el piñón son de dentado helicoidal, asegurando la imposibilidad de su reproducción sobre las superficies trabajadas.

Fig. 3 Limadora CINCINNATI LYON CHOMIENNE, tipo EL 205

Esta máquina, que se representa en la figura 3 se encuentra montada sobre un zócaloarmario, que sirve para aprovechar el espacio necesariamente ocupable por la sustentación de la máquina, pero no necesario para la máquina misma como cajón de mecanismos. La biela que transmite el movimiento al carnero, que es suspendida, oscila por su parte inferior en un baño de aceite y sobre un bloque de acero nitrurado, lo que asegura una larga duración a la pieza que más trabaja en la máquina. Las características de la máquinas son: • Carrera : de 0 a 205 mm. • Número de carreras de trabajo por minuto : 45- 71- 112 y 180. • Avances en milímetros, por corte : 0,125 - 0,250 - 0.375 - 0,500 y 0,625. • Superficie de la mesa : 190 x 170 mm • Carrera horizontal de la mesa : 245 mm. • Carrera vertical de la mesa : 130 mm. • Carrera vertical de la cabeza portátil : 0 - 85 mm. Limadora CINCINNATI LYON CHOMIENNE, “EL 280” siendo máquina realmente pequeña, está dotada de una serie de particularidades técnicas que la sitúan entre las primeras de las de su capacidad. Así, por ejemplo, las exigencias de precisión que se piden para la realización de los trabajos de utillajes, unidas a sus condiciones de maniobrabilidad que la convierten en una sencilla máquina de aprendizaje, está logradas y reunidas. Su movimiento de retorno rápido se consigue por el medio clásico, es decir por biela basculante bajo radio variable. Los avances automáticos, horizontales y verticales de la mesa se seleccionan por una leve única, regulable en marcha, de 0,05 en 0,05 mm. hasta 0.8 mm. 23

Fig. 4 Limadora CINCINNATI LYON CHOMIENNE, modelo EL 280

CEPILLADORA DE CODO La figura 4 muestra la máquina “EL 280”, la que además de lo ya mencionado, tiene la posibilidad de montar una mesa giratoria, figura 5, con nonius zenital de gran dimensión, que aprecia de 10 en 10 minutos. Esta mesa puede tomar valores entre 0 y 360º, pudiendo ser fijada mediante un pitón, en las posiciones de escuadra corriente. La figura 5 mencionada muestra de modo claro una posición de trabajo que difícilmente se puede lograr en otras máquinas, sin tener que recurrir a artificios complicados y poco seguros. Esta mesa giratoria esta provista de tres ranuras “T” con distancias entre ejes de 70mm, siendo sus medidas de 12 x 24 mm. La figura 6 muestra una mesa rígida o simple, con la que también se puede despachar la máquina. Resulta monobloc y tiene la misma capacidad que la anteriormente vista. Las dos caras laterales dispuestas en sendos planos verticales, están igualmente dotadas de una ranura “T” cada una, de 12 x 24 mm, así como de dos filas de taladros de diámetro 10 mm que permiten una gran variedad de posibles blocajes de las piezas a la mesa.

Fig. 5 Mesa giratoria sobre una limadora EL 280

Fig. 6 Mesa rígida monobloc para una limadora EL 280

La figura 7 muestra una mesa de tipo especial, adaptable a la misma máquina, pero con la característica de su gran superficie aprovechable, ya que sus dimensiones son: 500 x 270 mm con tres ranuras en “T” de 12 x 24 mm. Obsérvese cómo esta mesa está preparada para la fijación de piezas de tamaño relativamente grande, que se escapan de las posibilidades de las mordazas, mediante la inclusión de soportes especiales para tornillos de apriete, que el dibujo B aparecen con inclinación adecuada, incidiendo hacia la superficie de la mesa.

A

B

Fig. 7 En A puede verse la mesa montada en la máquina y en B un croquis de la mesa con sus correspondientes medidas

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CEPILLADORA DE CODO Otra característica de la importancia que posee esta máquina, es la de disponer de un mecanismo automático, figura 8 que, produciendo la elevación automática del útil en su movimiento de retroceso, evita el deterioro del mismo, sobre todo si se trata de herramientas construidas con plaquitas de metal duro. Este automatismo, como puede verse en la referida figura, es mandado mediante un cable que parte de una caja directamente relacionada con el carnero, de tal modo que en cierta posición, coincidente con el movimiento de retroceso, Fig. 8 el cable eleva el porta útil de tal modo que pasa por encima Dispositivo de elevación del útil de una limadora EL 280 de la zona de trabajo sin sufrir el más leve golpe contra la pieza, preservando con ella el filo de la cuchilla. Un simple pivote puede anular este mecanismo, a voluntad del operador, caso de no ser necesario. Las características de esta máquina son: • Carrera nominal • Altura máxima del portaherramientas • Carrera de la mesa horizontal • Carrera de la mesa vertical • Carrera vertical del portaherramientas • Sección máxima de la herramienta • Orientación del portaherramientas

: 280 mm. : 250 mm. : 390 mm. : 170 mm : 90 mm. : 16 x 20 mm. : 45º a la derecha e izquierda.

{ { {

Ancho: 220 mm. Alto: 65 mm. Largo: 500 mm.

{

Largo: 500 mm.

Ancho : 220 mm. Alto : 220 mm. Largo : 275 mm.

Mesa monobloc.

Ancho : 220 mm. Alto : 220 mm. Largo : 275 mm.

Mesa giratoria.

Mesa de gran capacidad.

Mesa de gran capacidad.

En esta mesa de gran capacidad, la superficie aprovechable para la fijación de piezas mediante tornillos, tal como se aprecia en B de la figura 8, es de 360 x 270 mm. Las cuatro velocidades de que está dotada la máquina son: 40 - 63 - 100 y 160 carreras por minuto. Los avances automáticos de la mesa son 16, y van de 0,05 en 0,05 mm hasta 0,8 mm.

25

CEPILLADORA DE CODO Partes principales de la cepilladora de codo En la limadora, ordinariamente conocida como cepilladora de codo se distinguen como partes principales: 1.- Bastidor o Bancada. 2.- Cabeza Móvil o Carnero. 3.- Carro Porta-herramienta o Vertical. 4.- La Corredera. 5.- La Mesa. 6.- Los Mecanismos de Mando.

CARRO PORTA-HERRAMIENTA O VERTICAL

BASTIDOR O BANCADA

CABEZA MOVIL

MESA

MECANISMOS DE MANDO CORREDERA

26

CEPILLADORA DE CODO 2

Bastidor o Bancada Es el armazón o cuerpo de la máquina (1), en el que se alojan los mecanismos de impulsión como los cambios de velocidades. Esta bancada es un zócalo de fundición de dimensión y forma . (Fig. 1)

3

4

En la parte superior dispone de unas guías generalmente en forma de cola de milano, perfectamente cepilladas y rectificadas que sirven de guía y apoyo para el carnero. En la parte anterior tiene otras guías verticales, unas veces en forma rectangular y otras en forma de cola de milano.

1

Fig. 1

5

Estas guías sirven para el apoyo del carro portamesas y deben ser perfectamente perpendiculares a las del carnero. La base debe ser suficientemente amplia para dar gran estabilidad a la máquina, lleva ordinariamente unos agujeros para anclarla al suelo por medio de pernos de anclaje.

Los organismos del Bastidor son: • Las ranuras de cola de milano. • El mecanismo de embrague. • La caja de velocidades. • Las guías cola de milano vertical • La base.

2

Cabezal Móvil o Carnero Situado en la parte superior del bastidor (2) y se desplaza entre unas guí as regulables produciendo el movimiento principal, cuyo ciclo completo se compone de dos carreras simples: de trabajo y de retroceso. (Fig. 2) El ajuste del carnero sobre las guías de la bancada debe ser suave y sin juego. Esto se logra por medio de una regleta de ajuste. Se encuentran los siguientes órganos: • Carro portaherramienta. • Guías cola de milano. • Tuerca de fijación de carrera.

1

Fig. 2

27

CEPILLADORA DE CODO Carro Porta-Herramientas Situado en la parte delantera del cabezal móvil, tiene guías machos en cola de milano, las cuales acoplados a las guías hembras permite el movimiento vertical, y se puede girar para el cepillado de superficies inclinadas. (Fig. 3) Tiene como misión soportar y fijar la herramienta. Posee un sistema para la regulación de altura y un limbo graduado que puede girar sobre su eje horizontal.

MANIVELA DE MANDO CON TORNILLO

ESPARRAGOS DEL TAMBOR GRADUADO

TUERCA DE LA MANIVELA

Se encuentran los siguientes órganos: • Manivela de mando con tornillo. • Tuerca de la manivela. • Tambor graduado. • Espárragos del tambor graduado.

TAMBOR GRADUADO

GUIAS COLA DE MILANO

Fig. 3

Corredera Está formada por guías horizontales, sobre las cuales se sostiene y desliza la mesa. El movimiento se realiza sobre las guías verticales del bastidor, que se ajustan a las anteriores. (Fig. 4) Los elementos de la corredera son: • Las Guías Horizontales. • El Trinquete. • El Tornillo del desplazamiento transversal. • El Tornillo del desplazamiento vertical. • Las Guías verticales.

Automático para Avance de la mesa

trinquete

Tornillo transversal

Tornillo vertical

Guías horizontales Fig. 4

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Guías vertical

CEPILLADORA DE CODO La Mesa Es un bloque provisto de varias ranuras en T, que se emplea en la sujeción de piezas, va montada en la parte frontal del bastídor y se desplaza horizontal y verticalmente. Sirve para sujetar la prensa y/o la pieza a trabajar. La mesa puede ser diseñada también para disponerlas inclinadas en relación al plano horizontal y cepillar piezas de gran superficie inclinada que no pueden cepillarse con ayuda del carro vertical. La mesa puede deslizarse horizontalmente sobre el carro, que a su vez puede tener un movimiento vertical. El movimiento horizontal de la mesa puede constituir el movimiento de avance y se efectúa a mano o automáticamente. Los movimientos horizontal y vertical de la mesa y del carro, respectivamente, se consigue por medio del husillo. El husillo de avance de la mesa suele llevar un tambor graduado.

5

Fig. 5

En la mesa se encuentran los siguientes elementos. (Fig. 5). A. B. C. D.

Guías Transversales. Prensa. Ranuras en "T". Soporte o Luneta de la mesa.

La mesa también puede desplazarse tanto en sentido vertical como horizontal. (Fig. 6)

Fig. 6

El desplazamiento horizontal se aprovecha para situar la pieza debajo de la herramienta. (Fig. 7)

Fig. 7

29

CEPILLADORA DE CODO

El desplazamiento horizontal se efectúa por medio de un volante situado en la parte frontal de la máquina. (Fig. 8)

Fig. 8

Fig. 9

El desplazamiento vertical se efectúa girando la manivela 9, situada en la parte trasera de la máquina. Al girar la manivela la mesa sube o baja. No obstante, esto es necesario hacerlo cuando las dimensiones de la pieza lo requieren. (Los ajustes pequeños se efectúan desplazando la herramienta) (Fig. 9)

En las limadoras grandes, la mesa necesita unos soportes en su parte delantera. Si desplazamos verticalmente la mesa hay que ajustar los soportes a la nueva posición. (Fig. 10)

Fig. 10

En la parte superior de la mesa hay construidas ranuras en T. Estas ranuras sirven para introducir las cabezas de los tornillos para fijar la mordaza o las bridas. (Fig. 11) Fig. 11

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CEPILLADORA DE CODO Regulación de longitud de carrera La longitud de la carrera del carnero se puede ajustar mediante el desplazamiento de la espiga o Gorrón a lo largo de la manivela. Un gorrón C, alojado en una ranura del volante A, arrastra a la manivela B. El gorrón C recorre una trayectoria circular I un movimiento uniforme y al deslizar, junto con una corredera, en el interior de una ranura labrada, en la manivela B, transmite un movimiento alterno al carro E a través de la biela F. La variación de la amplitud de la carrera de trabajo se consigue al desplazar radialmente, sobre el volante A, el gorrón C; esta se logra por medio del par cónico G, tornillo y tuerca. El gorrón C, que recorre la circunferencia I con movimiento circular uniforme, arrastra la manivela adelante y atrás con movimiento pendular.

A. Volante B. Manivela colisa oscilante C. Gorrón D. Centro de giro E. Carro F. Biela G. Par Cónico: Tornillo y Tuerca H. Tornillo I. Circunferencia R. Arbol S. Tirante roscado T. Tuerca del tornillo

El extremo oscilante de la manivela se mueve de derecha a izquierda durante el tiempo en que el gorrón describe el arco LMN. Por el contrario, el extremo oscilante de la manivela se mueve de izquierda a derecha durante el tiempo en que el gorrón recorre el arco NOL.

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CEPILLADORA DE CODO Ajuste de la longitud de carrera

Espiga de manivela

La espiga de manivela puede desplazarse en la rueda dentada. (Fig. 1) Fig. 1

A

B Fig. 2

Si la espiga de manivela está lejos del centro, la carrera será larga. (Fig. 2-A)

Si la espiga de manivela se sitúa cerca del centro la carrera es más corta. (Fig. 2-B)

En las figuras 3 a y b se muestra el desplazamiento de la espiga de manivela en la rueda dentada.

B Fig. 3

La maneta se acopla al extremo cuadrado. La limadora debe estar parada. Al girar la maneta hacia la derecha o hacia la izquierda, la espiga se aleja o se acerca al centro. ¡ Una vez que se ha ajustado bien la posición de la espiga de manivela, se quita la maneta!

A Extremo cuadrado

Maneta

Transmisión en ángulo recto Husillo roscado

Destalle del mecanismo. (Fig. 4) Fig. 4

Deslizamiento de la pieza y la espiga de manivela

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CEPILLADORA DE CODO

Varias formas y tamaños

Posición de la carrera

La posición de la carrera ha de ser cambiada

Puesto que las piezas pueden tener diversas formas y tamaños, la posición de la carrera es necesario cambiarla frecuentemente. (Fig. 5)

Fig. 5

En la figura 6 se muestran las piezas empleadas para fijar la posición de la carrera.

(A) Conexión al brazo oscilante

(B)

Transmisión en ángulo recto

Palanca de bloqueo

Primero se afloja la palanca de bloqueo. A continuación, se coloca una llave en el extremo cuadrado (A) situado en la parte superior del carnero.

Al girar la llave, gira también el husillo roscado (B), y, en consecuencia, el carnero se desplaza hacia adelante o hacia atrás según la dirección en que hagamos girra la llave.

Este es el punto fijado para ajuste

Una vez fijada la posición de la carrera se aprieta la palanca de bloqueo.

Fig. 6

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CEPILLADORA DE CODO Mecanismo de accionamiento En este tipo de limadoras, el carnero se desplaza hacia adelante y hacia atrás. (Fig. 1)

Porta herramientas

En la figura se muestra el mecanismo mediante el cual se obtiene este movimiento.

Carnero (corredera)

Fig. 1

Conexión al carnero

Pieza deslizante Brazo oscilante Espiga de manivela Fig. 2

Pivote del brazo oscilante (B)

La rueda dentada A recibe movimiento del motor y lleva una espiga (A) que hace de manivela. El brazo oscilante inferior por el pivote B. Por su parte superior va aunido al carnero. (Fig. 2)

Rueda dentada (A)

Fig. 3

Las figuras 3 y 4 muestran el deslizamiento de la pieza en la ranura cuando la rueda dentada gira. Fig. 4

La longitud de la carrera efectuada por el carnero puede regularse. Para una pieza larga se necesita una carrera larga (Fig. 5)

Carrera larga

Carrera corta

Para una pieza corta, la carrera será corta. Fig. 5

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CEPILLADORA DE CODO Herramientas de corte Las cuchillas son herramientas de corte de una sola arista o filo cortante, fabricadas con acero de aleación y térmicamente tratados para resistir la presión del maquinado. Material de la herramienta La cuchilla, necesariamente, debe ser mucho más dura que el material a maquinar, debido a la fricción que se produce, y estas se construyen de los siguientes materiales: Aceros para herramientas El carbono es su principal componente. Se conocen 2 tipos: Aleados y No Aleados. Los Aleados se componen de acero al carbono, acompañados de cromo, manganeso, silicio, wolframio(tungsteno), vanadio, molibdeno y níquel, muy consistente y tenaz, para soportar temperaturas de corte de 300º C como máximo. Los No Aleados contienen de 0.5 a 0.1% de carbón, más un porcentaje de 0.3% de silicio o manganeso. Su resistencia se mantiene hasta los 250 ºC, como máximo. (Fig. A). Acero rápido Su contenido de carbón es hasta un 2%. Característica principal es su alto contenido de wolframio (tungsteno). Se agrupan por el mayor porcentaje en su composición. • Acero rápido al molibdeno ( 9.5 % ) • Acero rápido al vanadio (3a5% ) • Acero rápido al cobalto ( 9.5 % ) Estos aceros soportan temperaturas de corte hasta los 600 ºC. Se fabrican en pequeñas placas, adheridas a barras de acero más corrientes (Fig. B). Carburadas (metales duros) Se obtienen por fusión del wolframio, el titanio, el molibdeno y el vanadio con aglomerantes de cobalto y níquel. Se fabrican en pequeñas placas (pastillas) que se ajustan o adhieren a vástagos de acero más blando. Se caracterizan por ser herramientas muy duras y resistentes, hasta los 900 ºC de temperatura de corte; esto, desde luego, supone una alta velocidad (Fig. C).

ACERO PARA HERRAMIENTAS Fig. A

ACERO RAPIDO Fig. B

PASTILLAS CARBURADAS

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CARBURADA Fig. C

CEPILLADORA DE CODO Ángulos de Corte Las características geométricas de una herramienta usual (Fig. 1) de un solo filo, son: a Superficie de desprendimiento, sobre la cual se forma y resbala la viruta. b Flanco del filo principal, vuelto hacia la pieza en la dirección del avance. c Filo principal, dispuesto en la arista formadas por las caras a y b. ángulo de filo o cuña ángulo de desprendimiento o salida ángulo de incidencia d Flanco del filo secundario e Filo secundario, dispuesto en la arista formadas por las caras a y d. ángulo de la punta, comprendidos entre los filtros c y d.

a

Y

E

c

e x d h

b

Fig. 1

B X

x ángulo de regulación del filo principal formado en le plano de referencia por las proyecciones del filo principal y de la superficie mecanizada. h altura, igual a la distancia entre la base y el punto de intersección de los filos c y e. CARACTERISTICAS DE AFILADO MATERIALES A CEPILLAR Aceros no aleados y debidamente aleados laminados en caliente.

ANGULOS DE AFILADO EN GRADOS R en ACEROS RAPIDOS CARBURADAS 2 Kg./mm. 35 á 50

6

25

6

15

55 á 70

6

20

6

12

75 á 90

6

15

5

10

40 á 55

6

15

5

10

6

10

5

5

Aceros moldeados Fundiciones

60 á 70 en cascara dura

6

5

5

0á2

Fundiciones grises

16 á 30

6

15

5

10

Fundiciones aceradas

20 á 30

6

15

5

10

Bronces Latones ordinarios

25 á 45

6

5 á 10

6

5 á 10

Duraluminio

35 á 45

6

30

6á8

15

Aceros moldeados

90

Los tres ángulos (Fig. 2) fundamentales que caracterizan las herramientas son: El ángulo de filo ,el ángulo de incidencia y el ángulo de desprendimiento Como puede verse en la figura, los ángulos, y se miden en un plano perpendicular al filo.

º

Fig. 2

36

CEPILLADORA DE CODO Manténgase al mínimo la parte colgante en voladizo usando la posición más alta posible de la mesa para el trabajo (Cortesía de Cincinnati Incorporated). INCORRECTO

CORRECTO

Pieza de trabajo

Pieza de trabajo Si cuelgan en exceso una corredera o una herramienta pueden causar vibración (Cortesía de Cincinnati Incorporated).

Mantenga arriba la corredera y sujete la herramienta con voladizo corto, por rigidez

El uso de una herramienta de cuello de ganso puede evitar la vibración (Cortesía de Cincinnati Incorporated). INCORRECTO

CORRECTO

Pieza de trabajo

Pieza de trabajo Herramienta de torno que se usa para perfilar se encajará en la pieza de trabajo.

La herramienta de cuello de ganso oscilará hacia afuera de la pieza de trabajo.

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CEPILLADORA DE CODO Tipos de herramientas de Limadora El limado (o cepillado) es una operación de corte. (Fig. 1) El material es arrancado en forma de virutas. Esto se logra por medio de una herramienta de cepillar. (Fig. 2)

Fig. 1 Cepillado o limado

En la figura 2-A se muestra la punta de la herramienta. Si la miramos en la dirección que indica la flecha, la veremos como se muestra en la figura 2-B . La arista de corte se remarca con línea gruesa se muestran en la vista en sección. La punta, muchas veces está redondeada. Esto fortalece la punta y proporcionada una mejor calidad superficial. Herramienta de cepillar Incidencia frontal

Cu

erp

Angulo de filo

Angulo de desprendimiento

o

Pu n

Dirección de la vista

ta

A

Cuello Arista de corte

B Vista de frente Fig. 2

Fig. 3

Herramienta Izquierda

Detalle de la punta Herramienta Derecha

Fig. 4

A

Profundidad de corte

Cepillado a izquierdas y a derechas

B

Las herramientas de limadora pueden ser de corte izquierdo o derecho. Ver figura 3 A y B. Una herramienta izquierda es la que tiene la arista de corte en el lado izquierdo y una herramienta derecha es la que la tiene en el lado derecho (Fig. 4)

Avance transversal Fig. 5

La Fig. 5 muestra lo que se entiende por profundidad de corte (profundidad de pasada) y por avance transversal. 38

CEPILLADORA DE CODO Herramienta recta, para desbaste

Herramienta acodada para desbaste

Según sus aplicaciones, las herramientas de cepillar para limadoras pueden ser de formas muy diferentes En la Fig. 6 se muestran herramientas para desbastar una superficie horizontal. Con ellas se obtiene una superficie basta.

Fig. 6 Herramienta de pala

En la figura 7 se muestra una herramienta de pala y una herramienta de punta. Con ellas se obtiene una superficie lisa. Herramienta en punta para afinar Fig. 7

Herramienta de corte lateral

Herramienta de corte lateral, para desbaste.

En la figura 8 se muestran dos herramientas de corte lateral para desbaste. Estas se emplean para cepillar superficies verticales dejando una superficie basta. Fig. 8

Para dejar la superficie fina se emplean una herramienta de pala de corte lateral. (Fig. 9) Herramienta de corte lateral, de pala Fig. 9

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CEPILLADORA DE CODO Algunas herramientas de cepillar son acodadas cerca de la punta. (Fig. 10) Esto se hace para evitar que la herramienta se “clave” en la pieza.

Herramienta acodada para ranurar

Una herramienta acodada tiende a subir, separándose del material. Ver la Fig. 11. Ver también “Cepillado de superficies verticales y oblicuas, ranuras y chaveteros, en limadoras”.

Subida

Fig. 10

Fig. 11

Portaherramientas

Alojamientos para la herramienta

A veces se emplea un portaherramientas especial para colocar la herramienta. Este permite montar la herramienta a diferentes ángulos. (Fig. 12) Fig. 12

Herramienta

La forma de utilizar este portaherramientas se muestra en la Fig. 13 Fig. 13

Es muy frecuente el empleo de herramientas con una pastilla de carburo de tungsteno soldad, o fijada de manera que pueda recambiarse. La velocidad de corte de las herramientas con pastilla de carburo de tungsteno debe ser mayor que con herramientas de acero rápido. (Fig. 14)

Placa de fijación

Herramienta con plaquita de carburo de tungsteno

Fig. 14

Pastilla recambiable

40

CEPILLADORA DE CODO Reafilado de las herramientas Una herramienta embotada no puede cortar bien y, por esto, debe reafilarse. El reafilado se realiza en una amoladora ¡No olvide usar gafas!

Fig. 1

Para reafilar las herramientas no debe usarse nunca la cara frontal de la muela. La arista de corte quedaría cóncava y más débil. (Fig. 1) Mal

Para el reafilado es mejor usar los costados de la muela. (Fig. 2) Fig. 2

Usar los costados

Muela especial para afilar herramientas

Muela de vaso recta

Aún se obtienen mejores resultados usando una muela de vaso recta de grano fino, especialmente diseñada para reafilar herramientas (Fig. 3)

Fig. 3 Apoyo ajustable

Generalmente, las afiladoras van provistas de un apoyo especial que puede ajustarse a un ángulo determinado. A veces, incluso tiene una graduación. Las herramientas de acero rápido, generalmente, se afinan en una piedra de afilar, después del reafilado. Esto evita que la herramienta se embote pronto. (Fig. 4)

41

Piedra de afilar

Fig. 4

CEPILLADORA DE CODO Herramientas de corte

D

1

I D = a la Derecha I = a la Izquierda

1-

D

2

Cuchilla de desbastar con cara de corte encorvada, para aceros dulces y metales blandos originando virutas plásticas.

I

3

2.-

Cuchilla de desbastar, con cara de corte plana, para metales o r i g i n a n d o v i r u ta s arrancadas o cortadas.

3.-

Cuchilla de acabado, con punta semiredonda.

42

CEPILLADORA DE CODO

Cuchillas en acero rápido Características de construcción y de afilado

I

1.- Cuchilla de desbastar recta, con cara de corte encorvada.

= ángulo de posición.--------------------------------- = 60º = ángulo de punta ------------------------------------ = 30º = ángulo de incidencia ------------------------------- = 6º Acero R = 30 a 50 Kg/mm2 = 65º = ángulo de filo Cobre = 45º Aluminio = 30º

{

43

CEPILLADORA DE CODO

Cuchillas en acero rápido Características de construcción y de afilado

I

2.- Cuchilla de desbastar recta, con cara de corte plana.

= ángulo de posición.--------------------------------- = 45º = ángulo de punta ------------------------------------- = 90º = ángulo de incidencia ------------------------------- = 6º = ángulo de corte

{

acero R = 50 a 70 Kg/mm2 = 65º 2 acero R = 70 a 90 Kg/mm = 75º Fundición gris = 70º Bronce y latón = 80º

44

CEPILLADORA DE CODO

Cuchillas en acero rápido Características de construcción y de afilado

I 2

I

3.- Cuchilla recta de acabado.

= ángulo de punta ------------------------------------= ángulo de incidencia -------------------------------

= ángulo de corte

{

= 30º = 6º

acero R = 30 a 50 Kg/mm2 = 55º 2 acero R = 50 a 70 Kg/mm = 65º acero R = 70 a 90 Kg/mm2 = 75º Fundición gris = 70º Bronce y latón = 80º

45

CEPILLADORA DE CODO

Principales cuchillas para el cepillado vertical.

5

I I

4

I

4.- Cuchilla acodada de desbastar, la ventaja de esta cuchilla es de ser utilizado como cuchilla de planear y de corte lateral. 5.- Cuchilla de corte lateral y para enderezar ángulos.

46

CEPILLADORA DE CODO Cuchillas en acero rápido. Características de construcción y de afilado. 4.- Cuchilla acodada de desbastar y de corte lateral.

: ángulo de ataque : ángulo de punta : ángulo de incidencia

: ángulo de filo

{

= 45º = 90º = 6º

acero R = 30 a 50 Kg/mm acero = 50 a 70 Kg/mm acero = 70 a 90 Kg/mm fundición gris bronce y latón

47

= = = = =

55º 65º 75º 70º 80º

CEPILLADORA DE CODO

Cuchillas en acero rápido. Características de construcción y de afilado. 5.- Cuchilla de corte lateral y para enderezar ángulos (acodada)

d

d'

• ángulo de incidencia • ángulo de despejo lateral • ángulo de despejo frontal • ángulo de punta • ángulo de filo

: :d : d' : :

= = = = =

6º 10º 15º 65º 60º

Para este tipo de cuchilla el ángulo de corte es el mismo para todos los materiales a cepillar.

48

CEPILLADORA DE CODO Herramientas de la cepilladora Se caracterizan por su función, naturaleza o nombre de la operación a efectuar y por la forma de su cuerpo:

49

CEPILLADORA DE CODO

Sujeción de la cuchilla en el cepillado vertical. - Inclinar la porta-herramienta en dirección de la superficie que se trabaja. - Sujetar la cuchilla vertical y lo más corta posible.

Chaveta

- Inmovilizar la porta-herramienta con una chaveta, con el objeto que la cuchilla no deteriore la superficie trabajada durante el movimiento de retroceso.

50

CEPILLADORA DE CODO Mecanismos de movimiento del cabezal y la mesa Para trabajar planos de cualquier inclinación, debe hacerse girar el carro vertical (Fig. 1) de tal forma que éste quede paralelo a la superficie que hay que trabajar. Esto se obtiene haciendo uso de la escala graduada colocada en el carro vertical, la cual gira conjuntamente con él, indicando sobre el índice de la parte fija el ángulo de desplazamiento. De igual forma hay que orientar la placa portaherramientas para disponer la herramienta en la mejor posición de trabajo. En este tipo de cepillado, el espesor y el avance de corte se obtiene de la misma forma que para el cepillado vertical. Se puede cepillar también esta forma de superficies, haciendo que la mesa de la limadora y la superficie a cepillar queden paralelas al plano horizontal y entonces se procede como en el cepillado de superficies planas paralelas horizontales. (Fig. 2)

Fig. 1

Como se nota, en cualquier posición de la superficie siempre se inclina la charnela en posición opuesta al avance de la pieza o del corte.

Fig. 2

51

CEPILLADORA DE CODO

Sujeción de la cuchilla en el cepillado oblícuo. • Bascular el cabezal del portaherramienta y fijarlo al ángulo. • Inclinar la porta-herramienta en dirección de la superficie a trabajar. • Sujetar la cuchilla lo más corto posible.

el ángulo de inclinación de la cuchilla en función del tipo de cuchilla a utilizar.

Chaveta

52

En el cepillado hay que inmovilizar la portaherramienta con una chaveta con objeto que la cuchilla no deteriore la superficie trabajada durante el movimiento de retroceso.

CEPILLADORA DE CODO Herramientas curvadas o acodadas

20

Las herramientas curvadas sirven para mecanizar superficies horizontales e inclinadas. En la figura se muestra una herramienta curvada, que puede ser a la derecha o a la izquierda, para el mecanizado de las guías en cola de milano. El avance se le aplica a la herramienta por medio del carro portaherramientas, y su dirección es paralela a la cara que se mecaniza (Fig. 1-A) La misma herramienta puede cepillar el plano horizontal de la guía. El avance se aplica en este caso a la pieza, por medio de la mesa portapiezas (Fig. 1-B).

º

45 º 1-A

1-B

En la (Fig. 2)a se muestra una herramienta adecuada para la garganta, con su correspondiente portaherramientas para fijar dicha herramienta al carro de la limadora. Puesto que las herramientas de este tipo son delicadas, para reducir el peligro de rotura se disminuye el número de carreras por minuto del carro. El avance, que se obtiene a mano, deberá mantenerse entre 0,05 y 0,1 mm/carrera. Acabado de la boca Se utilizan dos herramientas acodadas, una a la derecha y otra a la izquierda, dispuestas con el eje de su filo perpendicular a la superficie que se mecaniza. El avance, de 0,2 a 0,3 mm. Se da en dirección paralela a la superficie que se mecaniza. Velocidad de corte 20 m/min.

Fig. 2

45

º

Se efectúa una primera pasada, dejándose un exceso de material de 0, a 0,8 mm. Después de esta pasada se comprueba la cota Q con pie de rey.

Q

Fig. 3

Según el exceso de material de la cota Q (Fig. 3) se desplaza lateralmente la mesa y se lee el valor de dicho desplazamiento en el tambor graduado de mando del avance, a fin de reducir a 0,2 el exceso de material con una nueva pasada; finalmente mediante una tercera pasada con avance de 0,1 mm, se acaba la superficie. Después, el prisma en V deberá templarse y rectificarse. 53

CEPILLADORA DE CODO Avance Automático Después de cada carrera de la herramienta la pieza tiene que desplazarse un poco en sentido transversal. Este desplazamiento se llama avance. (1) 1

El avance se controla se controla automáticamente de la siguiente manera: (3) 2

Husillo principal

3

4

Mecanismo de accionamiento del avance automático Excéntrica

5

Solidaria al husillo principal (4) hay una excéntrica (5). Varilla

Esta proporciona un movimiento de vaivén a la varilla (6) ver Fig. 4.

6 Uña del trinquete

7

La uña (7) del trinquete colocada en el otro extremo se traba y realiza un movimiento oscilatorio (Fig. 10) En el tornillo de avance que sirve para ajustar el desplazamiento transversal de la mesa, va acoplada una rueda de trinquete (8).

Rueda del trinquete

8 9

10

Después de cada carrera de corte de la mesa esta rueda da un giro equivalente a un diente, empujada por la uña del trinquete. Como resultado se obtiene que la mesa se desplaza un poco después de cada carrera de corte. Aumentando la excentricidad se puede lograr que la rueda del trinquete gire el equivalente a 2, 3 ó más dientes (12), aumentando así el avance.

8

11 12

54

CEPILLADORA DE CODO

Cepillado de superficies horizontales y verticales en limadora

A. Cepillado de una superficie horizontal

Montaje de la pieza para cepillar superficies horizontales.

B. Herramienta de limadora

En la figura B se muestra una cuchilla de las que se emplean más corrientemente en el cepillado de superficies horizontales.

La herramienta se coloca en el portaherramientas. Para que no se produzcan vibraciones, la parte sobresaliente de la herramienta debe ser lo menor posible (Fig. E)

La pieza basculante en la que va colocado el portaherramientas se llama chanela.

La charnela (F) puede bascular en los pivotes (G)

C. Portaherramientas

D. Herramienta

F. Charnela

E. Poco voladizo

G. Pivotes de la charnela

Este basculamiento de la charnela levanta la herramienta durante la carrera de retroceso, de manera que no roce en la pieza. (H)

G. Carrera hacia adelante

H. Carrera de retroceso

55

CEPILLADORA DE CODO

Carrera de trabajo V max

Vo Velocidad de la carrera de retorno

En el caso de las limadoras, cepilladoras y mortajadoras, a causa de su característico movimiento rectilíneo alternativo se tienen dos velocidades diferentes para la carrera de trabajo (más lenta) y para la carrera de retorno (más rápida). Además, tanto en las limadoras como en las mortajadoras, ni la carrera de ida ni la de retorno se efectúan con velocidad uniforme, a causa del mecanismo que transforma el movimiento rotativo del motor en rectilíneo alternativo del carro. Por el contrario, en las cepilladoras, la velocidad de trabajo y la de retorno de la mesa pueden considerarse uniformes. El mecanismo de transformación del movimiento, en las máquinas de accionamiento mecánico, está constituido por un sistema de balancín. Con este sistema la velocidad del carro al principio de la carrera (ya sea la de ida como la de retorno) es igual a cero, aumenta progresivamente hasta alcanzar su valor máximo en la mitad de la carrera y vuelve a disminuir progresivamente hasta llegar a cero al final de la carrera. (Fig. 1)

Velocidad de la carrera de trabajo

FACTORES DE LA VELOCIDAD DE CORTE EN LA CEPILLADORA

Vmax

Carrera de retorno

Fig. 1

Se define como velocidad de corte de la limadora la velocidad que corresponde a la máxima del carro, cuando éste se encuentra a mitad de carrera. En la tabla (al lado), puramente indicativa se dan algunos valores límite entre los que puede variar la velocidad media de corte (expresada en m/min)en las limadoras y mortajadoras, según el material de la pieza, según que el material de que está constituida la herramienta empleada sea acero rápido o aleación dura, y según que la operación sea de desbaste o de acabado. Recuerdese que las herramientas con plaquitas de aleación dura no se emplean en las mortajadoras, a causa del fuerte rozamiento a que son sometidas en tales máquinas durante la carrera de retorno. Está claro que el valor de la velocidad de corte así definida resultará, por lo general, mayor que la velocidad media de una carrera de ida y vuelta. Son muchos los valores que influyen en la elección de la velocidad de corte para una determinada operación en la limadora o en la mortajadora: longitud de la carrera, profundidad de pasada, material de la pieza y de la herramienta empleada, etc.

Material

Desbaste Aleaciones ac. rápido duras

Acabado Aleaciones ac. rápido duras

Aceros blandos

20 - 24

-

24 - 28

-

Aceros duros

16 - 20

-

20 - 24

-

Fundición blanda

24 - 26

30 - 35

28 - 30

35 - 40

Fundición dura

18 - 20

25 - 30

24 - 26

35 - 40

Bronce

25 - 30

30 - 35

25 - 30

35 - 40

Aluminio

200

200

56

CEPILLADORA DE CODO CALCULO DE VELOCIDADES

e

La velocidad es el cociente que resulta de dividir la distancia recorrida por un móvil (e) y el tiempo que ha empleado en recorrerla (t). Las unidades de velocidad no se ajustan a sistemas sino que están en función de las unidades de espacio y de tiempo que se elijan

V= e t

En el Taller de Mecánica son usuales las siguientes unidades:

t= e V

e = V. t

UNIDAD

ABREV.

Metros por segundo

m/s

Velocidad periférica

m/min

Velocidad de corte

Metros por minuto Milímetros por minuto

mm/min

POR EJEMPLO PARA:

Velocidad de avance

Conversiones de unidades de velocidad Las conversiones de unidades de velocidad se hacen teniendo en cuenta las conversiones de las unidades de longitud (e) y de tiempo (t) 55

Ejemplos:

60

5

50

10

45

1) Expresar una velocidad de 30 m/min en cm/seg. Como

V=

1m 1 min

30 x 100 cm 1 x 60 seg

= 100 cm = 60 seg. =

V=

4,8 x 1 000 mm 3 600 seg

= 1 000 m = 3 600 seg. =

35

30

25

1 min. = 60 seg.

2) Expresar una velocidad de 4,8 m/h en mm/min. 1m 1h

20

1 hora = 60 min

3000 cm 60 seg

V = 50 cm/seg

Como

15

40

4 800 mm 3600 seg

V = 1,33 mm/seg 57

CEPILLADORA DE CODO 3) Expresar una velocidad de 0,6 mm/seg en m/min. Como

1m

=

1 seg

=

1 mm 1000 = 1 min 1 x 60

0,6 x V=

1 m 1000 1 min 60 0,6 mm 1000 36 m = 1000 min 1 60

V = 0,036 m/min Velocidad Periférica (Vp) La velocidad periférica o velocidad tangencial es la longitud del arco que recorre un móvil en una unidad de tiempo. En una revolución la longitud de la circunferencia se calcula por: Lc = • d La longitud total recorrida en n revoluciones sera: Lc =

Lc =

• d

• d • n

El tiempo empleado en recorrer estas revoluciones sera: t Luego, para calcular la velocidad periférica se aplicará la siguiente fórmula Vp =

Vp

• d • n t

=

Velocidad periférica

=

1,14

d

=

Diámetro

n

=

Número de revoluciones

t

=

Tiempo empleado

Es usual encontrar la expresión rpm que significa “revoluciones por minuto”, por lo que en esta expresión están incluidos el número de revoluciones (n) y el tiempo (t) en minutos.

58

n = rpm

CEPILLADORA DE CODO De esta fórmula de la velocidad periférica podemos despejar “d”, “n” o “t”

Vp =

Vp =

Vp • t • n

n =

• d • n t

Vp • t • d

• d • n Vp

t =

0.6 m

Problemas resueltos

Calcular en metros por segundo la velocidad periférica (Vp) de una rueda que tiene 0,6 m de diámetro y que gira a 500 rpm

n = 500 r.p.m.

Aplicamos

Datos d =

0,6

Vp =

N = 500 rpm t

=

Reemplazando los valores:

• d • n t

1 min = 60 s

Vp

=

3,14 x 0,6 m x 500 60 s

Vp

=

15,7 m/s

Calcular en m/seg la velocidad periférica que lleva una piedra de esmeril de 250 mm de diámetro y que gira 2 000 rpm.

Solución Vp =

• d • n t

n = 2 000 rpm

Datos d

= 250 mm = 0,25 m

n

= 2 000 rpm

t

= 1 min = 60 s

Reemplazando los valores 3,14 x 0,6 m x 500 Vp = 60 s Vp

59

=

26,16 m/s

CEPILLADORA DE CODO

d

Calcular el diámetro en mm de una piedra de esmeril que gira a 2900 rpm y tiene una velocidad periférica de 45 m/seg. Solución Vp . t Vp = . n Reemplazando los valores

Datos Vp = 45 m/s n

= 2 900 rpm

T

= 1 min = 60 s

d

= 45 m/s x 60 s 3,14 x 2 900

d = 0, 296 m

La velocidad de corte es el camino recorrido en un minuto por la pieza a lo largo del filo de la herramienta (torneado) o por el filo de la herramienta a lo largo de la pieza (fresado).

d

Velocidad de corte

La velocidad de corte constituye una medida de la rapidez del movimiento de corte. Cálculo de la velocidad de corte (Vc) • En el Sistema Métrico Decimal se aplica: Vc = d = n =

•d • n 1 000 diámetro en mm revoluciones por minuto.

d

La Vc se obtiene en metros por minuto.

• En el Sistema Inglés se aplica: Vc = d = n =

•d • n 12 diámetro en pulgadas revoluciones por minuto.

La Vc se obtiene en pies por minutos. Las velocidades de corte más apropiadas para cada trabajo han sido por medio de ensayos y se han estructurado “Tablas de Promedios de Velocidades de Corte” 60

CEPILLADORA DE CODO

80

Problemas resueltos

Calcular la velocidad de corte con que se tornea una pieza que tiene 80 mm de diámetro y gira a 200 rpm

n = 200 rpm

Solución • d • n 1 000

Vc = Datos d

=

80 mm

n

=

200 rpm

Vc =

3,14 x 80 mm x 200 rev/min 1000

Vc = 50,24 m/min

Calcular la velocidad de corte para una pieza cilíndrica frontal cuyo diámetro de 60 mm gira a 150 rpm. Solución Vc =

Datos d

=

60 mm

n

=

150 rpm

.. d . n 1 000

Vc =

3,14 x 60 mm x 150 rev/min 1000

Vc =

28,26 m/min

61

CEPILLADORA DE CODO Cálculo del número de revoluciones Como la velocidad de corte está determinada en “Tablas”, en el taller es más importante calcular el número de revoluciones por minuto (n) que debe de girar la pieza.

Material

Útil

Acero....... 2

Para calcular “n”, se emplea: 2

50-70 Kg/mm ....

Vc • 1 000 • d

n =

70-85 Kg/mm

2

d en milímetros. Acero de herramientas ...

• En Sistema Inglés: n =

Vc • 12 • d

Veloc. Corte V m/min

14

20

W

Resistencia 50 Kg/mm

• En el Sistema Métrico Decimal:

Veloc. Corte V m/min

SS

22

30

H

150

250

W

10

15

SS

20

24

H

120

200

W

8

12

SS

16

20

H

80

140

W

6

14

SS

12

22

H

30

150

W = acero de herramientas SS = acero rápido H = metal duro

Desbastado Afinado

d en pulgadas. Problemas resueltos Calcular el número de revoluciones por minuto que girará una pieza de 450 mm de diámetro con una velocidad de corte de 32 m/min. Solución Vc • 1 000 n = • d Datos

n =

d

= 450 mm

V

= 32 m/min

n = 22,6 rpm

1 min 1V

32 m/min x 1 000 3,14 x 450 mm

1V

Calcular el número de revoluciones con que girará una pieza de 100 mm de diámetro con una velocidad de 20 m/min Solución V • 1 000 n = • d

d1

Datos d

= 100 mm

V

= 20 m/min

n =

20 m/min x 1 000 3,14 x 100 mm

n = 63,7 rev/min. 62

CEPILLADORA DE CODO Calcular el número de revoluciones por minuto de una pieza de 50 mm de diámetro con una velocidad de 20 m/min.

1 min 1V

1V

1V

1V

Solución

Dn

n =

V • 1 000 • d

Datos n =

d

= 50 mm

V

= 20 m/min

20 m/min x 1 000 3,14 x 100 mm

n = 127,3 rev/min.

Nota: Comparando ambos ejemplos vemos que para la misma velocidad de corte las piezas de gran diámetro han de girar más lentamente que las de diámetro pequeño; de ahí la importancia que tienen los mecanismos para el cambio del número de revoluciones.

50

Para trabajar una pieza de St 34 se dispone de una fresa cilíndrica de 50 mm de diámetro. La velocidad de corte según la Tabla es, para el desbastado de 17 m/min, y para el acabado de 20 m/min. Se desea calcular los números de revoluciones con que se ha de trabajar, teniendo la fresadora el siguiente escalonamiento de revoluciones: 16; 22, 4; 31,5; 45; 63; 90; 125; 180; 250. Solución

Aplicamos

n =

a) Para el desbastado n =

V • 1 000 d • (Vc = 17 m/min)

17 m/min x 1 000 50 mm x 3,14

b) Para el acabado: n =

n = 108,2 rpm.

20 m/min x 1 000 50 mm x 3,14

n = 127,3 rpm.

Elegimos para el desbastado 90 rpm y para el acabado 125 rpm. Siempre se elige el número de revoluciones inmediato inferior. 63

CEPILLADORA DE CODO

CÁLCULO DE VELOCIDADES EN LA CEPILLADORA Velocidad de corte.- Es el recorrido total de la herramienta durante un minuto, originado por su movimiento de corte, determinado en metros o pies por minuto. L

= Longitud de carrera (L=l+la+lu) en mm o metros

l

= Longitud de la pieza en mm. o metros n = Número de carreras dobles (1/min.) b = Ancho de la pieza Vc = Velocidad de corte (m/min.)

Mov. Principal o de corte. Mov. de avance. Mov. de ajuste o aproximación

Factores que determinan la velocidad de corte Tres son los factores que determinan la Vc: Material que se mecaniza: Cuanto mayor es su dureza, menor será la Vc a aplicarse. Material de la herramienta: Cuanto más dura sea la herramienta, mayor debe ser la Vc para mecanizar. Profundidad de corte: A mayor Pc de corte, corresponde menor Vc. Determinación de la Vc: Se considera la suma de las carreras de trabajo y retroceso (2L), por el número de doble carrera efectuada en un minuto y dividida en metros (1000mm). Así:

donde:

Vc =

2L x n 1000

Vc L 2L n 1000

64

= Velocidad de corte = Longitud de carrera en mm. = Doble carrera = Número de doble carrera = Metro determinado en mm.

CEPILLADORA DE CODO

Ejemplo : Calcular la Vc para limar la longitud de carrera de 200 mm. si el número de doble carrera es de 42. Solución Datos Vc = ? n = 42 L = 200 2L = 400

Vc = 2L x n 1000

VR

Vc

Vc = 400 x 42 1 000 Vc = 16,8 m/min.

Si la longitud de carrera está expresado en metros la fórmula a utilizar es: Vc = 2 x L x n

Comprendio L = I + la + lu

m/min

Comprendido L =l + la + lu

Ejemplo ¿Con que velocidad de corte se mecaniza un carril tensor de 1,37 m. de longitud cuando la máquina realiza 10 carreras por minuto? buscando Vc o Vm dado

L = 1,37 m n = 10 1/min.

Solución:

Vc = 2 x L x n Vc = 2 x 1,37 x 10 . m x 1 min. Vc = 27,4 m/min.

Nota: La velocidad de corte para poner trabajos en cepilladora se encuentra definida según el material a trabajar. Ver tabla de velocidad de corte.

65

CEPILLADORA DE CODO

Lo que más interesa de estos cálculos en el taller es conocer el número de dobles carreras que debe imprimirse a la máquina, puesto que la Vc, generalmente, es conocida y recomendada para su aplicación a través de tablas, para cada tipo de material de la herramienta, como de piezas, respectivamente. Así, se aplica. S. MÉTRICO N=

S. INGLÉS

Vc x 1 000 = 1 / min. 2L

Vc =

2L x N 12

= pie /min.

Aplicación.- Determinar el número de doble carrera para desbastar una plancha de acero de 320 mm. de longitud de carrera, siendo la Vc de 16 m / min. Datos Vc = 16 m/min. L = 320 mm. N =?

N = Vc x 1 000 = 16 x 1 000 2L 2 x 320 N=

16 000 640

N = 25 1/min.

Fórmula práctica El retroceso en vacío del cabezal crea una pérdida de tiempo y energía, que es posible recuperar aumentando en un 20% la Vc. de esta manera, no sólo servirá para retomar la posición de corte, sino que además agilizará en incrementar la producción en óptimas condiciones de mecanizado. Para ello se aplica: N = Vc x 1 000 2L

= Vc x 1 200 2L

Simplificando: N = Vc x 600 L

Ejemplo: Con los datos anteriores, aplique la fórmula practicada. Datos Vc = 16 m/min L = 3 20 mm. N =?

N = Vc x 600 320

= 16 x 600 320

N = 30 1 / min Analizando los resultados teóricos y prácticos, se observa que se ha incrementado un 20% de trabajo óptimo y positivo.

66

CEPILLADORA DE CODO

Una práctica muy común para hallar el número de dobles carreras requeridas para una determinada velocidad de corte es dividir éste por el doble de la longitud de la carrera. Ejm. Longitud de la carrera L = 400 mm. velocidad de corte Vc = 16 m/min. Vc = 2 x L

Dobles carreras por minuto n = n=

16 2 x 0.4

1 min.

= 20 dobles carreras por minuto.

Nota: Observe que la velocidad de corte y la longitud de carrera se dan en la misma unidad de medida (metro). La fórmula que acabamos de ver es muy práctica y fácil de recordar, pero si analizamos bien el funcionamiento de la limadora nos encontramos que la velocidad de retroceso es algo más rápida que la carrera de trabajo, o sea que el número de dobles carreras obtenidas, no determina la velocidad de corte real en la carrera de trabajo. Para lograr con mayor exactitud la velocidad de corte durante la carrera de trabajo efectivo se emplea la siguiente fórmula: n = Vc x 0.5 L Siendo 0.5 una constante (no varía) Según lo anterior: n=

16 x 0.5 0.4

=

16 x 5 = 4 x 5 =20 1/min. 4

20 dobles carreras TABLA DE VELOCIDAD DE CORTE PARA TRABAJOS EN CEPILLADORA CON CUCHILLAS DE ACERO RÁPIDO (HSS) Y CARBURADAS (METAL DURO) EN m/min.

VELOCIDAD DE CORTE PARA TRABAJOS EN CEPILLADORA CON CUCHILLAS DE ACERO RAPIDO (HSS) Y CARBURADAS (METAL DURO) EN m/min

ACERO RAPIDO MATERIALES

Acero dulce Acero semiduro Acero duro Fundición gris Bronce - Latón Aluminio

CARBURADA (M. DURO)

DESBASTADO

ACABADO

DESBASTADO

ACABADO

15 12 9 7 20 30

20 16 12 10 28 40

20 16 12 10 30 80

30 25 20 15 40 120

67

CEPILLADORA DE CODO

1. VELOCIDAD LINEAL ( v ). Llamado también velocidad periférica o velocidad tangencial, es la longitud de arco recorrido por el punto móvil en cada unidad de tiempo.

,

B

A A

En un cuerpo en rotación, los puntos describen circunferencias concéntricas, cuyas longitudes dependen de su distancia al eje de giro. Luego, en una revolución, no todos los puntos recorren una misma distancia pero emplean el mismo tiempo. En consecuencia, sus velocidades lineales serán diferentes.

B

Para una revolución, la longitud recorrida o longitud de la circunferencia descrita está dada por la fórmula: d; luego, para n revoluciones la longitud total será d n. Tenemos, entonces, según la definición de velocidad lineal, la siguiente fórmula:

V =

d.n T

V

velocidad lineal.

d

diámetro.

n

número de revoluciones.

t

tiempo empleado.

,

B

Unidades de la velocidad lineal A

En la práctica, las unidades más usuales son m/seg. o m/min., y para el Sistema Inglés pies/seg. o pies/min. En la técnica, generalmente las rotaciones que se presentan no abarcan circunferencias de grandes longitudes como para considerar Km/h o Km/seg., por lo que estas unidades no tienen aplicación práctica. A

B

68

A

B

A

B

CEPILLADORA DE CODO REPRESENTACIÓN DE CUERPOS SÓLIDOS 1. Perspectiva caballera (no mormalizado)

ángulo = 45º ancho: escala 1:1 altura :escala 1:1 profundidad: escala 0,5 : 1 Cuando se dibuja en papel cuadriculado se recomienda una reducción de = 0,7:1, es decir que la diagonal de un cuadro corresponde a 10 mm.

ángulo = 42º, = 7º ancho: escala 1:1 altura: escala 1:1 profundidad: escala 0,5:1

ángulo = 30º, ancho: escala 1:1 altura: escala 1:1 profundidad: escala 1:1

= 30º

dimétrica ( di = dos )

isométrica ( iso = igual )

escalas:

dos escalas diferentes

sólo una escala

mostrar lo importante

las vistas de frente

todas las vistas

ancho: altura: profundidad como

1:1:0,5

1:1:1

En columnas se parte de la superficie frontal, en cuerpos en punta (p. ej. conos) se parte de la superficie de la base. Dibuja siempre primero el cuerpo básico (p. ej. paralelepípedo) y desarrolla de él la forma de la pieza. 69

CEPILLADORA DE CODO Introducción a la representación de los sólidos

a

Cuando se desea representar una pieza de determinadas características lo, primero que debe hacerse es trazar los ejes y representar una superficie que se tomará como referencia, y sobre ella deben tomarse todas las demás medidas y distancias.

c b

Reglas fundamentales ( UNE 1.031: DIN 5 ) Para dibujar en perspectiva caballera, síganse estas reglas fundamentales:

1: 2

½ = a cid du re n

Dimensión real Eje dimétrico

70

4 5º

La otra figura , a vemos un eje dimétrico, es decir, de dos escalas diferentes, para la perspectiva caballera.

m en sió

La figura arriba nos muestra la representación de un cubo.

1:1

Di

3º Para las rectas de perfil, o sea perpendiculares a la vertical, se elegirá la dirección inclinada de fuga a 45º, limitándose su longitud a una proporción constante, llamada coeficiente de reducción, que es de ½.

Dimensión real

2º Una recta horizontal de frente de un objeto, será otra horizontal en perspectiva, de igual sentido y longitud, y de dirección fija.

1:1

1º La recta vertical del espacio será también en perspectiva, y de la misma longitud y dirección.

CEPILLADORA DE CODO Introducción a la representación de los sólidos Perspectiva axonométrica En la proyección axonométrica, las vistas y los planos principales resultan oblícuos, con determinado grado de inclinación. Según norma DIN 5, hay dos sistemas de proyecciones axonométricas.

½ = a id uc

b

re d n sió m en Di

42º

Dimensi

4 2º

Dimensión real

Proyección bimétrica, que tiene dos escalas diferentes. Las medidas que siguen la inclinación del eje a 42º, se reducen a ½. Esta proyección bimétrica, concuerda también con la norma UNE 1.031

ón real

c

1:1

a

Eje bimétrico

a:b:c =1:1:½ Perspectiva axonométrica ( proyección bimétrica) UNE 1031 Y DIN 5 ( proyección isométrica)

1:1 Dim

s en 1 1:

Eje isométrico

60º

l

30º

r ea

l

ea

º

ión

r ión

6 0º

1 :1

1 :1

30

en s

30º

30º

Dim

Dimensión real

1: 1

a:b:c: = 1:1:1

Proyección isométrica, en que los tres ejes tienen la misma escala. Esta proyección conviene para las representaciones en que hay que mostrar claramente las tres vistas.

71

CEPILLADORA DE CODO

Introducción a la representación de los sólidos Instrucciones : Antes de dibujar la presente lámina, se recomienda leer las reglas fundamentales de "Perspectivas" del texto teórico. La lámina de casa presenta 4 dibujos en perspectiva: los dos de la izquierda que están completos y sirven de ejemplo, y los 2 de la derecha que deben ser dibujados por el alumno. La información está dada por una perspectiva dibujada en el ángulo superior izquierdo. Las medidas indicadas deben tomarse como unidades de retícula. En el espacio reticulado con líneas de inclinación adecuada, dibujar las perspectivas correspondientes, isométrica y caballera respectivamente.

EJEMPLO

PRACTICA

2

2

5

3

5

3

1

5

5

4

4

ISOMETRICA

ISOMETRICA

2

2

5

3

5

3

1

5

5

4

4

CABALLERA

CABALLERA

72

CEPILLADORA DE CODO PREVENCIÓN DE ACCIDENTES EN EL CEPILLO Fig. 1 - Lentes de protección

Fig. 2

Durante el cepillado, usar siempre gafas. Mantener las ropas y las manos alejadas de las piezas que se desplazan o giran. Seguridad en la limadora • Regular correctamente la máquina antes de ponerla en funcionamiento. • Usar lentes de protección. (Fig. 1) • Mantener limpio de virutas el área de la limadora. • Evitar trabajar inclinado hacia el corte. • Jamás retire la viruta en el momento de retroceso de la cuchilla. (Fig. 2) • Trabajar sobre una rejilla de madera. • Mantener las guardas en su lugar. • No deje herramientas sobre la mesa no sobre la guía cola de milano. • No deje la limadora en marcha sin ser atendida por alguien.

La seguridad en el trabajo de la limadora requiere el conocimiento de ciertos riesgos. Una máquina segura es la que está siempre en buenas condiciones de funcionamiento y un operario seguro es aquel que evita los accidentes. Cuando se sabe cuando evitar los riesgos, es menos probable tener un accidente o ser lesionado.

73

A SU TRABAJO PONGALE EL SELLO DE...

CEPILLADORA DE CODO Por eso es conveniente que toda aquella persona que se inicia en el manejo de máquinasherramientas conozca y practique las reglas de seguridad que la experiencia han determinado como necesarias, de las cuales se describen aquí algunas: COO ST D E O REP REPOSIC IÓN ARAC IÓN

MARC A:

1.-

No intente hacer funcionar el cepillo hasta haber recibido las instrucciones necesarias. (Fig. 3)

2.-

Toda pieza a trabajar debe sujetarse firmemente. Cuando se cepillen piezas hasta una línea de trazo, asegúrese que la línea quede por lo menos 1/8" (3.17 mm.) arriba de las mordazas de la prensa.

CO

TALAD

RO

MPLE Cod. 100 FRESAD Nº Ct X MACH 104082 an ida INE OR d Com 01 3 Tal Model pon 2 ler Mec 02 o: M D Rodamie entes de la . Gene -30B 4 R ral 03 Pernos ntos SKF 620 eposición o Tipo: 30M Ubic. 2 Repar 5/16 tipol 6 Ajuste 04 ación Pernos ILDRIN A len 4 5 05 Serie: Pernos /8x6” cabeza 1 9810270 1 Ctos o 06 Interrup /4 tipo Allen exagonal U.nit 4 2 tor 0-1 S 07 /. Costo Faja en 60 .00 2 Total S/. 08 S/. Poleas V serie B-42 2 .00 120 .00 1 y B-34 rectifica S/. 09 S /. G da r 5 a s sa p .00 1 8 .00 S/. 10 S/. Grasa ara rodamientos 1 .00 2 10 .00 Mobil gr S/. 3 11 1200 S/. Tarros ado 2 0 . 0 2 0 d 6 .00 S/. 15 S/. Bisagr e pintura ver 30 .00 as de y ne S/. 50 .00 S/. gro 1/4 .00 3 de galó 0 . S 0 /. 30 0 S/. n 100 .00 S/. 10 .00 S/. .00 30 .00 S/. 1 S/. 2 .00 10 .00 S/. S/. 1 .00 24 .00 S/. 3 .00

Obser va

ciones:

TOTAL

S/.

(Fig. 3)

3.-

La longitud de la carrera y la posición del cabezal móvil deben ser ajustadas correctamente, antes de poner en marcha la máquina para hacer el corte en la pieza.

4.-

Verificar siempre las palancas de control de velocidad antes de poner en funcionamiento la máquina.

5.-

Asegúrese que la cuchilla esté sujeta firmemente en el porta-herramientas; el portaherramientas debe estar también fuertemente sujeto en el poste. Recuerde siempre que una cuchilla o porta-herramientas flojos pueden originar daños muy graves cuando se pone en servicio la máquina.

6.-

Asegúrese de que la cuchilla pase libremente sobre la pieza antes de poner en funcionamiento la máquina, pues de no ser así se rompería al golpear contra la pieza y originaría lesiones o dañar la máquina.

7.-

No haga ajustes o controles hasta que la máquina se haya detenido por completo.

8.-

Nunca avance bruscamente la cuchilla dentro de la pieza; la herramienta debe penetrar en la pieza gradualmente. Así mismo el avance de alimentación debe hacerlo solamente durante la carrera de retroceso. 74

Para conservar la máquina en buen estado de funcionamiento es necesario un adecuado mantenimiento. Consultar las recomendaciones para la hoja de engrase. Cada día hay que engrasar varios puntos.

CEPILLADORA DE CODO

9.-

Quite todas las herramientas, tales como llaves, aceiteras y piezas extras, de la zona de peligro antes de poner en marcha la máquina. (Fig. 4)

10.- Todas las partes móviles de la limadora deben funcionar libremente. No deben forzar las partes para que funcionen. Si alguna vez algo va mal, detenga la máquina y avise a la persona encargada.

Fig. 4

11.- Mantenga la máquina bien aceitada, esto solamente requiere uno o dos minutos, y la máquina funcionará mejor. Nunca aceite la limadora cuando está funcionando. Coloque las aceiteras en lugar seguro después de usarlas. (Fig. 5)

Fig. 5

12.- Después de cepillar en ángulo, coloque nuevamente el carro vertical en su posición normal (cero). Si ha estado usando una carrera larga, acórtela antes de abandonar la máquina. Esta práctica ayudará a prevenir de accidentes al operario siguiente. Fig. 6

13.- Cuando termine de trabajar en la limadora, desconecte la corriente del motor y deje la máquina y el lugar de trabajo bien limpios. (Fig. 6) No emplee aire comprimido, pues las virutas pueden depositarse en las partes móviles de la máquina.

¡ES NECESARIO RECORDAR QUE LAS REGLAS DE SEGURIDAD SON LAS NORMAS MAS PRINCIPALES DE TODO BUEN OPERARIO!

75

GURIDA SE ANTE D TODO

CEPILLADORA DE CODO

HOJA DE TRABAJO

1.-

¿Qué movimientos fundamentales y de alimentación se da en la cepilladora de codo?

2.-

¿Cuantos tipos de cepilladora se distinguen en cuanto a su funcionamiento?

3.-

¿Cuáles son las partes principales de la cepilladora de codo?

4.-

¿Qué mecanismos se alojan en el bastidor o bancada?

5.-

¿Qué misión cumple el carro-portaherramienta?

6.-

¿Qué función cumple la corredera de la cepilladora de codo?

7.-

¿Cómo se regula la longitud de carrera?

8.-

¿Qué factores se consideran en la velocidad de corte de la cepilladora?.

9.-

¿En qué consiste la velocidad lineal?

10.-

¿Qué unidades se utilizan en la velocidad lineal?

11.-

¿De qué material están fabricadas las herramientas de corte?

76

CEPILLADORA DE CODO HOJA DE TRABAJO 1.

Calcular la velocidad de corte (VC) conociendo la longitud de la carrera (L=360 mm.) y el tiempo invertido en la carrera de trabajo (TA = 0,02 minutos) Datos L = 360 mm

VC =

L 1 000 x TA

TA = 0,02 mn Reemplazando valores VC = …………………. Rpta: VC=18 m/mn 2.

Calcular la velocidad de retroceso (VR), conociendo la longitud de la carrera (L=420mm) y el tiempo invertido en el tiempo invertido en el retroceso (TR=0,031 mn). Datos L = 420 mm.

VR =

420 mn 1000 x TR

TR = 0,014 mn Rpta : VR = 30 m/mn 3.

Calcular la longitud de corte (VC) y la velocidad de retroceso (VR), si la longitud de la carrera L= 600 mm, el tiempo de trabajo TA=0,04 mn y el tiempo de retroceso TR=0,012 mn. Datos L = 600 mn TA = 0,04 mn TR = 0,012 mn Rpta : VC = 15 m/n VR = 50 m/mn

600

4.

Calcular la velocidad media para el cepillado de una pieza, si se conoce que la VC es de 15 m/mn y la VR, de 50 m/mn. Datos VC = 15 m/mn

Utilizar Vm =

VR = 50 m/mn 77

2 VC . VR VC + VR

Rpta : Vm 23 m/mn

CEPILLADORA DE CODO 5.

Calcular la velocidad de corte (Vc) del cepillado de una pieza, conociendo que L=250 mm, y que TA = 0,05 mn. A) Vc B) Vc C) Vc D) Vc E) Vc

6.

= 50 = 25 = 10 = 5 = 0,05

m/mn m/mn m/mn m/mn m/mn

Calcular la velocidad de retroceso (VR) del cepillado de una pieza, conociendo que L = 320, y que TR = 0,016. A) VR B) VR C) VR D) VR E) VR

320

= = = = =

0,2 0,5 5 10 20

m/mn m/mn m/mn m/mn m/mn

7.- Expresar la velocidad en las unidades que se indican. 1)

V

=

0,08 m/min

en

mm/min

2)

V

=

1,2 m/min

en

cm/seg

3)

V

=

30 Km/h

en

m/min

4)

V

=

6 mm/seg

en

m/seg

5)

V

=

48 mm/seg

en

cm/min

6)

V

=

285 mm/min

en

m/min

7)

V

=

0,02 cm/min

en

m/h

8)

V

=

1 455 m/min

en

Km/h

78

CEPILLADORA DE CODO HOJA DE TRABAJO Ejercicios de representación de los sólidos a) Representar los siguientes sólidos en perspectiva isométrica 1

.

2

.

.

.

.

4

.

.

.

.

.

.

.

. .

3

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

6

. .

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

. .

.

5

79

CEPILLADORA DE CODO

HOJA DE TRABAJO

7

8

9

10

11

12

80

TAREA Nº 02 MORDAZAS • TALADRAR • AVELLANAR • ESCARIAR • CEPILLAR ESTRIAS EN ÁNGULO • ROSCAR CON MARTOS

N7

3

Estriado 3x45º

5

16

8

6

A

A

13

43 64

Nº

ORDEN DE EJECUCIÓN

01

Acondicione el cepillo

02

Cepille la superficie plana

03

Cepille las estrías en ángulo

04

Taladrar

05

Avellanar

06

Lime las estrías en ángulo

03

02

PZA. CANT.

HERRAMIENTAS / INSTRUMENTOS

• Nivel y reloj comparador • Escuadra de 90º • Calibrador Vernier • Martillo de goma • Paralelas • Llave de boca 24, 27 y 34 • Llave francesa de 10” • Llave Allen de 11 mm. • Brocha de 2” • Util de perfil triangular • Lima triangular

MORDAZAS DENOMINACIÓN

18 x 65 x 15 NORMA / DIMENSIONES

MORDAZAS

34CrNi MATERIAL HT

OBSERVACIONES

02/MH

TIEMPO: 1 6 H r s .

MECÁNICO DE MÁQUINAS HERRAMIENTAS

ESCALA: 1 : 1

REF. HO-07-11 HOJA: 1 / 1 2003

CEPILLADORA DE CODO OPERACIÓN: TALADRAR Es una operación que consiste en hacer agujeros por la acción de rotación y avance de una herramienta llamada broca. Sujeta a la máquina taladradora. Se utiliza cada vez que se desea construir una rosca interior con agujeros pasantes y no pasantes, bocinas, agujeros para remaches, etc. PROCESO DE EJECUCIÓN 1º PASO : Sujete la pieza en la prensa. (Fig. 1). 2º PASO : Acondicione la máquina. a) Fije la broca en el porta broca o mandril. (Fig. 2)

Fig. 1

Fig. 2

OBSERVACIÓN 1) Verifique que la broca esté bien afilada. 2) La broca de espiga cónica se sujeta directamente en el husillo del taladro. b) Regule la rotación y el avance.

3º PASO : Agujeree.

Fig. 3

Fig. 4

Fig. 5

Fig. 6

a) Centre la broca en la intersección o parte graneteada donde se va a agujerear. (Fig. 3). b) Ponga la máquina en marcha o inicie el corte. (Fig. 4) OBSERVACIÓN Refrigere la broca para evitar que se desafile. (Fig. 5)

4º PASO : Verifique el agujero con el calibrador vernier. (Fig. 6). PRECAUCIÓN NO UTILICE GUANTES PARA TALADRAR. (Fig.7)

MECÁNICO DE MÁQUINAS HERRAMIENTAS

82

la rotación y los guantes son ENEMIGOS

Fig. 7

REF. HO.07/MH 1/1

CEPILLADORA DE CODO OPERACIÓN: AVELLANAR Es la operación que consiste en dar forma cónica al extremo de un agujero utilizando la herramienta llamado avellanador con la máquina taladradora. Esta operación se realiza cada vez que se desea alojar tornillos con cabeza avellanada y cilíndrica, remaches de cabeza avellanada, etc. PROCESO DE EJECUCIÓN 1º PASO : Sujete la pieza en la prensa. 2º PASO : Acondicione la máquina. a) Fije el avellanador de espiga cilíndrica en el mandril porta broca, y de espiga cónica directo al husillo del taladro. (Fig. 1)

Fig. 1

Fig. 2

OBSERVACIÓN Seleccione el avellanador con el ángulo de la punta para asentar cabeza de tornillo. (Fig. 2) b) R e g u l e e l n ú m e r o revoluciones.

h

90º

de

3º PASO : Avellane.

Fig. 3

Fig. 4

a) Determine la profundidad (h) del avellanado según plano. (Fig. 3) b) C e n t r e l a p u n t a d e l avellanador con el agujero. c) Ejecute el avellanado. (Fig. 4) 4º PASO : Verifique el avellanado. a) Utilice el tornillo de cabeza avellanada para comprobar el avellanado. (Fig. 5)

Fig. 5

PRECAUCIÓN UTILICE EL EQUIPO DE PROTECCIÓN PERSONAL ADECUADO. NO USE ROPAS SUELTAS

PARE LA MAQUINARIA ANTES DE LIMPIARLA

MECÁNICO DE MÁQUINAS HERRAMIENTAS

PROTEJA SUS OJOS

PIENSE

POR DOS LA MAQUINA Y USTED 83

MANTENGA LOS RESGUARDOS EN SU LUGAR

REF. HO.08 MH 1 / 1

CEPILLADORA DE CODO OPERACIÓN: ESCARIAR Esta operación consiste en rectificar la superficie de un agujero, en dimensión, forma y calidad, a través de la rotación y penetración de una herramienta llamada escariador. Se utiliza cada vez que se desea pasar los machos de roscar quedando los agujeros de forma cilíndrica. PROCESO DE EJECUCIÓN 1º PASO : Sujete la pieza. 2º PASO : Seleccione el escariador. OBSERVACIÓN Compruebe que el agujero que se va a verificar tenga 0,2 mm menos que el diámetro deseado.

90

4º PASO : Pase el escariador.

90 º

º

3º PASO : S e l e c c i o n e l a p a l a n c a o manivela. Fig. 1

a) Monte el escariador en la manija. b) Introduzca el escariador en el agujero quedando de forma perpendicular al eje. (Fig. 1). c) Gire el escariador sólo en sentido horario. d)Termine de pasar el escariador, y retire el escariador girando siempre en sentido horario. (Fig. 2)

Fig. 2

5º PASO : Verifique el agujero. a) Limpie el agujero antes de comprobar con los instrumentos de precisión. b) Compruebe el agujero con el calibrador vernier o con el calibre de tolerancia. (Fig. 3)

MECÁNICO DE MÁQUINAS HERRAMIENTAS

84

Fig. 3

REF. HO.09 MH 1 / 1

CEPILLADORA DE CODO OPERACIÓN: CEPILLAR Y LIMAR ESTRIAS EN ÁNGULO Esta operación consiste en cepillar surcos equidistantes, sobre una superficie plana, inclinada a través de la penetración de una herramienta de perfil triangular y dando acabado a las estrías en ángulo con una lima triangular. Las estrías pueden ser inclinadas en un solo sentido o cruzadas y se utilizan con mordazas y bridas de sujeción, etc.

Fig. 1

PROCESO DE EJECUCIÓN 1º PASO : Habilite el material. a) Trazando las estrías con el calibrador de altura. (Fig. 1 - a y b)

2º PASO : Acondicione el cepillo de codo. a) Seleccionando la herramienta de corte (Fig. 2) b) Preparando la cepilladora de codo para el corte.

a)

b)

Fig. 2

3º PASO : Cepille la superficie plana. 30

º

45

º

4º PASO : Cepille las estrías en ángulo. a) Cambie la herramienta de corte por una herramienta de perfil triangular. b) Determine el número de divisiones por avanzar en el anillo graduado según el paso de las estrías. (Fig. 3)

Fig. 3

c) Ubique la herramienta para abrir el primer surco. d) De la profundidad de corte a través del porta herramienta. e) Cepille y desplace la mesa con el número de divisiones correspondientes al paso. (Fig. 4)

MECÁNICO DE MÁQUINAS HERRAMIENTAS

85

Paso Fig. 4

REF. HO.10 MH 1 / 2

CEPILLADORA DE CODO

5º PASO : Verifique la estría. a) Verifique el paso de la estría con el calibrador vernier. (Fig. 5).

Fig. 5

b) Verifique el ángulo con el goniómetro (Fig. 6) y el paralelismo.

Fig. 6

6º PASO : Lime las estrías. Fig. 7

a) De profundidad a la ranura con la sierra manual. (Fig. 7)

b) Lime las estrías con una lima triangular de 60º. (Fig. 8)

Fig. 8

c) Lime las aristas cortantes de las mordazas. (Fig. 9)

Fig. 9

PRECAUCIÓN - NO UTILIZAR NUNCA MANGOS QUE ESTEN RAJADOS - NO DEJAR NUNCA LAS LIMAS UNA ENCIMA DE OTRAS ¡GUARDARLAS SEPARADAS!

MECÁNICO DE MÁQUINAS HERRAMIENTAS

86

REF. HO.10 MH 2 / 2

CEPILLADORA DE CODO OPERACIÓN: ROSCAR CON MACHO Es una operación manual que consiste en abrir rosca en la superficie interior de piezas cilíndricas, utilizando un juego de machos con movimientos circulares. Esta operación se aplica en la construcción de bridas, tuercas y piezas de máquinas en general roscadas.

PROCESO DE EJECUCIÓN 1º PASO : Sujete la pieza en la prensa. 2º PASO : Inicie la rosca. 3 Anillos Nº 3

a. Seleccione los machos de roscar (primer macho). (Fig. 1)

2 Anillos Fig. 1

Nº 2

b. Coloque el macho en el portamacho.

1 Anillo Nº 1

c. Introduzca el macho en el agujero a roscar. (Fig. 2).

Espiga

Cónico Cilíndrico

3º PASO : Termine de pasar los machos de roscar número dos y tres. a) Compruebe la perpendicularidad y corrija si es necesario.

Fig. 2

b) Termine de roscar según el plano. (Fig. 3). 4º PASO : Verifique el roscado. Fig. 3

a) Utilizando el tornillo roscado compruebe que no exista juego excesivo del tornillo y el agujero roscado. (Fig. 4). OBSERVACIÓN Compruebe que al roscar con el destornillador plano el tornillo debe pasar sin dificultad. MECÁNICO DE MÁQUINAS HERRAMIENTAS

Fig. 4

87

REF. HO.11 MH

1/1

CEPILLADORA DE CODO ACCESORIOS PARA FIJACIÓN EN EL CEPILLO Prensa o Morsa Son dispositivos de sujeción, generalmente de hierro fundido, compuestos de dos mandíbulas, una fija y otra móvil, que se desplazan sobre una guía, por medio de un tornillo y una tuerca, accionados por una manija. Las mordazas son de acero al carbono, estriados, templados y fijos en las mandíbulas. Existen varios tipos de prensas: de base fija, base giratoria e inclinable en cualquier ángulo (Figs. 1 y 2).

SISTEMA DE SUJECION EN LAS MORDAZAS

En la (Fig. 3) podemos ver algunos dispositivos de sujeción para facilitar el trabajo y la orientación de las piezas, pueden emplearse mordazas giratorias y orientables.

Fig. 3

Ta m b i é n s e p u e d e n u s a r elementos auxiliares de sujeción en conjunto con la prensa mordaza de cepillo para sujetar piezas de trabajo de características un poco especiales que resulten difíciles de sujetar por otros métodos.

8º

Cuña de sujeción hacia abajo

Cara terminada

Es una cuña para sujeción hacia abajo (Fig. 4) Prensa de tornillo Paralelas

88

Calzas

Fig. 4

CEPILLADORA DE CODO Cuando se va a hacer el cepillado en una cara paralela a una superficie terminada, se puede usar un cilíndro de metal blando como: acero, latón o aluminio.

Fig. 5 Método de cepillado paralelo a una superficie terminada (cortesía de Cincinnati Incorported)

En este caso la mordaza móvil se inclina ligeramente al apretar. A medida que se apriete la pieza de trabajo se golpea suavemente hacia abajo sobre las paralelas con un martillo babit (Fig.5)

La prensa mordaza de tornillo doble (Fig. 6) se emplea a menudo en los cepillos para sujetar las piezas de trabajo que tienen superficies inclinadas o caras fuera de paralelismo. Este tipo de prensas mordazas puede obtenerse con base giratoria, pero para piezas de trabajo pesadas, se puede surtir con base simple y varios tornillos.

Fig. 6

La prensa mordaza de doble tornillo puede sujetar piezas de trabajo de caras no paralelas (Cortesía de Cincinnati Incorporated).

Fijación en la prensa Cuando las piezas a mecanizar son de dimensiones limitadas y su forma es regular, se fijan entre las mordazas de la prensa con mordazas paralelas.

V

G M

Fig. 7

Se llama de mordazas paralelas cuando la mordaza fija G y la móvil M se mantienen constantemente paralelas entre si. El tornillo de mordazas se fija a la mesa mediante tornillos de cabeza cuadrada que entran en las ranuras en T de la propia mesa.

La mayor parte de los tornillos de mordazas empleados en las fresadoras pueden girar alrededor de un eje vertical; los desplazamientos angulares se leen sobre una escala graduada dispuesta en la base del accesorio. (Fig.7).

89

CEPILLADORA DE CODO Fijación por medio de bridas Las piezas que por su forma y tamaño no pueden fijarse con un tornillo de mordazas, se sujetan a la mesa portapiezas mediante bridas. La presión de la brida sobre la pieza se obtiene al atornillar una tuerca sobre un tirante de cabeza cuadrada, cuya cabeza está introducida en la ranura en T de la mesa.

S1

S2

Fig. 1

La forma de las bridas es diferente, según las necesidades particulares de fijación. Las bridas pueden tener el extremo posterior plano, extremo que se apoya sobre gradillas o sobre soportes de altura regulable; la parte anterior puede ser plana (S1) o quebrada (S2) . (Fig. 1).

Las bridas pueden estar unidas a un bloque hexagonal (Fig. 2) mediante un pasador según un eje excéntrico, de manera que al girar el bloque se obtienen seis posiciones diferentes en altura.

Fig. 2

P

Para todos estos tipos resulta esencial que la brida quede horizontal. Existen además, bridas curvas (Fig. 3), que presentan la ventaja de no flectar y de tener una mayor facilidad de aplicación, ya que pueden sujetar piezas de diferente altura sin que varíe la altura del apoyo del otro extremo. Si se debe fijar con bridas una pieza por una superficie ya mecanizada se interpone una planchita P, de metal blando, entre la brida y la pieza, a fin de evitar que ésta quede marcada. Al fijar la pieza rígidamente entre las mordazas de un tornillo, es necesario que su base se apoye en el fondo del aparato y que su parte superior sobresalga de las mordazas lo mínimo compatible con la operación a efectuar. La regulación en altura de la posición de la pieza se obtiene colocando debajo de la pieza dos reglitas R, templadas y rectificadas, cuyas dimensiones se elegirán cada vez según sean las de la pieza. (Fig. 4).

90

Fig. 3

P

Fig. 4

R R

CEPILLADORA DE CODO El empleo de las bridas no se limita solamente a la sujeción de la pieza que se mecaniza, sino que sirve también para posicionar la pieza cuando lo exija el tipo de operación. Por ejemplo, en la (Fig. 5) se muestra una serie de tres piezas sujetas en un tornillo de mordazas. Para asegurar la igualdad de su longitud, por el lado opuesto al que se va a mecanizar se apoyan contra una regla fija, sujeta a la mesa mediante bridas. En este caso, el avance de la mesa es transversal.

Fig. 5

Ejemplos de fijación mediante bridas Fijación de una corredera de fundición mediante cuatro bridas planas que apoyan sobre otras tantas gradillas. (Fig. 6). Fig. 6

Fijación mediante brida acodada El soporte de la brida en este caso es regulable en altura y está formado por dos gradillas acopladas. (Fig. 7) Fig. 7

Sujeción combinada Las piezas de forma irregular, además de las bridas normales, requieren accesorios especiales. Por ejemplo, la pieza que se muestra en la figura se sujeta en la parte inferior contra un soporte de altura regulable, llamado gato, y por la parte superior mediante una brida acodada normal. (Fig. 8) Fig. 8

91

CEPILLADORA DE CODO Verificación del paralelismo del tornillo de mordazas respecto al movimiento de avance. La lectura de le escala circular graduada no es suficientemente precisa, por lo que es necesario efectuar, cuando lo requiera el mecanizado, un control más cuidadoso del paralelismo de las mordazas del tornillo respecto al movimiento de avance de la mesa portapieza. A

G

P

Para este control se utiliza una plaquita P, cuyas caras opuestas son paralelas y están rectificadas, y un comparador. Mediante el movimiento horizontal de la mesa se desplaza la plaquita, sujeta en el tornillo, en contacto con el palpador del comparador, cuyo soporte se fija a la columna G mediante por ejemplo, un plato magnético A. (Fig. 9). Se procede, mediante ligeros golpes, a corregir la orientación del tornillo, hasta anular toda desviación de la aguja del comparador. Se enclava ahora la parte giratoria del tornillo y se controla su posición. Alienación de la herramienta y de la pieza con los accesorios

Fig. 9

A Escuadra

Comprobación de la verticalidad Base magnética

En trabajos de precisión, se comprueba frecuentemente la posición de la herramienta utilizando un comparador. (Figs. 10 - 13) El comparador puede colocarse en el portaherramientas (A), o también se puede adosar a la charnela o al cabezal, mediante una base magnética (B). Por este método puede comprobarse que la herramienta se desplaza exactamente en dirección vertical. Esto es importante cuando se han de limar superficies verticales. Igualmente se puede comprobar que la pieza se halla exactamente paralela con respecto a la dirección en que se mueve la herramienta. Haciendo deslizar el palpador del comparador por la cara superior de la pieza, se comprobará si la pieza se halla bien horizontal.

Comparador Fig. 10

Fig. 11

Mordaza B Comprobación de la dirección longitudinal

Comprobación de la dirección transversal Fig. 12

Para comprobar la dirección transversal, se desplaza la mesa por medio del volante de avance transversal. De la misma forma se puede comprobar la posición de la mordaza o de la escuadra. 92

Comprobación de la dirección vertical y de la longitudinal

Escuadra Fig. 13

CEPILLADORA DE CODO Fijación del material con los accesorios 1. Pieza

En (1) se muestra una pieza de metal que hay que trabajar en la limadora. Para ello, debemos colocar y fijar la pieza en la mordaza. Para asegurarnos de que la pieza queda en posición paralela con la superficie de la mesa se apoya sobre unas paralelas. Las paralelas son barras de acero acabadas con medidas de precisión. Las dos paralelas que se emplean para fijar la pieza deben tener, por supuesto, el mismo grosor. Una vez que la pieza ha sido fijada fuertemente, comprobar que las paralelas no se muevan. Antes de fijar las piezas, limpiar cuidadosamente las garras de la mordaza. Para evitar que la pieza sea forzada hacia arriba (7) se coloca una barra redonda entre la pieza y la garra móvil de la mordaza. Cuando la pieza es forzada hacia arriba es porque la garra móvil tiene juego.

2. Mordaza

3. Paralelas

4. Algodón

1. Pieza

6. Garra móvil 5. Barra de relleno

Otro medio de fijación (8). Consiste en emplear unos bloques especiales como los que se muestran, que puedan montarse sobre la madera. El bloque 10 (bloque escalonado) tiene una pieza ajustable.

3. Paralelas

7. Pieza forzada hacia arriba

Girando el tornillo de apriete (12) la pieza es oprimida

8. Otro método de fijación 9. Mordaza 10. Bloque ajustable

11. Taco de fijación en la ranura

93

CEPILLADORA DE CODO

En algunos casos se emplea una escuadra para fijar la pieza Las alas se pueden fijar a la mesa.

1. Escuadra

En las limadoras también pueden emplearse los platos magnéticos.

2. Pieza

3. Plato magnético

Preparación de la máquina para cepillar superficies horizontales.

Una vez colocada la pieza, se procede a estudiar el orden de operaciones antes de empezar el maquinado. En primer lugar, hay que estudiar cuidadosamente el croquis de la pieza.

4. Croquis de la pieza

5. Pieza

a) Lo primero que hay que hacer es AJUSTAR LA LONGITUD DE CARRERA. Esta debe ser un poco más larga que la longitud de la pieza.

6. Longitud de carrera

7. Ajuste de la longitud de carrera

94

CEPILLADORA DE CODO Otros accesorios de la cepilladora

ACCESORIOS

Son proyectos para sujetar una o más piezas, según el tamaño y diseño de las mismas. Los materiales y accesorios de la limadora se clasifican como: de uso general y especiales. Los de uso general son: las prensas y tornillos, los pernos de cabeza cuadrada, de cabeza en "T", los de uso especial son: la escuadra regulable, la mesa circular, el cabezal divisor, las brida, el calzo escalonado, las abrazaderas, los topes, etc. (Figs.1 y 2) BORNES

BRIDAS DE UNA SOLA PIEZA

variable

3d L=

e>1,6d

d = diametro del bulón

Borne de resorte

Borne de tornillo

d a=

d L/

L > 8d Calzo ordinario Calzo de cremallera

Fig. 1

Plato ó Morsa Circular

1d 1,

L > 8d

e>1,6d

CALZOS

Escuadra giratoria

Prensa

Pendiente 2 a 5%

Calzo de escalerilla

Calzo de pendiente (cuña)

TOPES FIJOS

Tope simple

Tope de mordaza postizo

Gato simple

Gato con faja de fijación

TOPES REGULABLES

Tope con tornillo

d

3d l=

1d 1, e>1,6d

e>1,6d

Variable

L>10d 3d l= ,1d 1

L>10d

BRIDAS REGULABLES

Mordaza con apriete

plana

Tuerca n

combada

Resorte

Arandelas

Vástago Tope con talón

en punta Tope con entalla para abrazadera

Tope de mordaza intercambiable

Tope para abrazadera

Cabeza

Figs. 2

La sujeción no se limita a la pieza de trabajo sobre la superficie superior de la mesa. Conviene recordar que las piezas de trabajo también se pueden ajustar a los lados de la mesa. Fig. 3

Las piezas de trabajo delgadas se pueden sujetar directamente a la mesa con horquillas y perros de punta (Figs. 3 y 4) combinados con la utilización de un tope. La horquilla debe alinearse con el perro de punta, viéndolos desde la parte superior, para que trabajen correctamente. A las horquillas diseñadas para alojarse en una ranura en T en ocasiones se les llama pescadores. 95

Uso de un sujetador con perros de punta para una pieza de trabajo delgada (Cortesía de Cincinnati Incorporated).

Figs. 4

Dos vistas de un perro de punta.

CEPILLADORA DE CODO Anillos graduados en las máquinas herramientas

MESA DE LA LIMADORA

CORREDERA DE LA MESA TRAZO DE REFERENCIA

EJE DE MOVIMIENTO TRANSVERSAL DE LA MESA

P = 5 mm

Fig. 5

ANILLO CON 50 DIVISIONES

Anillos graduados son elementos d e f o r m a c i r c u l a r, c o n graduaciones equidistantes, que las herramientas poseen. 30

Están alojados en los tornillos que comandan el movimiento de los carros, o de las mesas de las máquinas (Fig.5). Y son construidos con graduaciones de acuerdo a los pasos de esos tornillos.

0

10

10

20

Pn= 1,5mm

16 mm

Trazo de referencia

E

e

Fig. 6

Permite relacionar un determinado número de graduaciones del anillo con la penetración (Pn), requerida para efectuar el corte (Fig. 6) o el desplazamiento de la pieza o de la herramienta (Fig. 7)

d

Fig. 7

96

CEPILLADORA DE CODO Para hacer penetrar la herramienta, o desplazar la pieza en la medida requerida, el operador tiene que calcular cuantas divisiones debe avanzar el anillo graduado. Para esto, tendrá que conocer: La penetración de la herramienta; el paso del tornillo de comando (en milímetro o pulgada); el número de divisiones del anillo graduado. Cálculo del número de divisiones por avanzar en el anillo graduado a)

Se determina, inicialmente, la penetración (Pn) que la herramienta debe hacer en el material, como sigue: Pn = E - e Pn = D • d 2

c)

Por último, se determina el número de divisiones por avanzar (x) en el anillo graduado, como sigue: Nº de divisiones por avanzar X=

Penetración axial de la herramienta Penetración radial de la herramienta. b)

Se determina, en seguida, el avance por división del anillo graduado, del modo siguiente: Avance por división del anillo A=

Penetración (Pn) Avance por división (A)

OBSERVACIÓN: En todos los casos se supuso que el tornillo de comando es de una sola entrada.

Paso del tornillo Nº de divisiones del anillo

Ejemplo: Calcular el número de divisiones que se debe avanzar en un anillo graduado, de 200 divisiones, para cepillar una plancha de 20 mm para 14,5 de espesor. El paso del tornillo de comandos es de 4 milímetros.

Calcular cuantas divisiones deben ser avanzadas en un anillo graduado, de 250 divisiones, para reducir de 1/2" (0,500") para 7/16" (0,4375") el espesor de una plancha. El paso del tornillo de comando es de 1/8" (0,125")

Cálculo:

Cálculo:

Penetración

(Pn) = E - e Pn = 20 - 14,5 Pn = 5,5 mm.

Penetración

Avance por división del anillo

Avance por división del anillo

Paso del tornillo (P) A = Nº de divisiones del anillo (N)

A=

4mm 200

Paso del tornillo (P) A = Nº de divisiones del anillo (N)

A= 0,02 mm

A=

Nº de divisiones por avanzar X=

(Pn) = E e Pn = 0,500” - 0,4375” Pn = 0,0625”

0,125” 250

A= 0,0005”

Nº de divisiones por avanzar

Penetración (Pn) Avance por división (A)

X=

Penetración (Pn) Avance por división (A)

X = 5,5 mm 0,02 mm

X = 0,0625 0,0005

X = 2,75

X = 1,25

Es decir: 1 vuelta y 75 divisiones

Es decir: ½ vuelta 97

CEPILLADORA DE CODO Técnicas de cepillado de formas Las ranuras constituyen una asociación de superficies planas paralelas, perpendiculares entre sí y, algunas veces, superficies curvas de generatriz rectilíneas.

Fig. 1

Recta

en T

en V

En todo caso, estas ranuras deberán estar abiertas en los dos extremos de sus superficies accesibles. La sucesión de las operaciones de corte depende de la forma de las ranuras y del grado de precisión requerido. Las más conocidas son: recta en "V", en "T", cola de milano y chaveteros (Figs. 1 - 3) .

Fig. 2

Cola de Milano

Chavetero exterior

Chavetero interior

Fig. 3

Ranura curva

Ranura Curva Mixta

Cuchillas de punta redonda Se emplea para hacer rebajes muy ligeros hacia los lados derecho e izquierdo, con avance pronunciado y a poca velocidad, para superficies de hierro colado o de función. (Fig. 4) Fig. 4

Fig. 5

Las cuchillas acodadas hacia adelante Se emplean en ranuras intermedias, en las que los tornillos de sujeción no deben tropezar con las piezas de trabajo. (Fig. 5) Cuello de cisne Es la cuchilla más racional. Por su resistencia a la flexión, evita que la punta se enganche en (a) Fig. 6 la superficie cepillada. (Fig. 6) a) Se flexa hincándose en la superficie; deteriora el acabado. b) Acabado hacia atrás (se flexa, separándose de la superficie). Facilita el acabado de alta calidad.

(b)

En el desbaste, se elimina el exceso de material. (Fig. 7) En el acabado, se da forma a la ranura con la cuchilla apropiada. (Fig. 8)

Fig. 7

En el desbaste, se elimina el exceso de material.

En el acabado, se da forma a la ranura con la cuchilla apropiada.

Fig. 8

98

CEPILLADORA DE CODO Accionamiento de los mandos de la cepilladora de codo

1. Mandos para el número de revoluciones

De acuerdo con el ábaco de la placa de la máquina, se elije el número de revoluciones más próximo. En la caja de cambio 2 hay cierto número de engranajes. Manipulando los mandos (1) se pueden lograr varias combinaciones de engrane,

3. Volante para accionamiento manual

2. Caja de cambio

Obteniendo así varios números de revoluciones.

1. Mandos para el número de revoluciones

Manipulando el volante 3 se obtiene más fácilmente el acoplamiento de los engranajes durante el cambio. Este volante se emplee también para desplazar a mano el carnero.

4. Engranajes

El número de revoluciones solamente debe efectuarse cuando la transmisión está desembragada. 5. Volante que acciona al carnero 6. Transmisión desde el árbol del motor

b) Si es necesario, se ajusta la mesa a la altura correcta (con la manivela 7) 7. Manivela para el ajuste vertical

c) Por medio del volante (8) se desplaza la mesa para acercar el borde de la pieza a la herramienta.

9. Mesa

99

8. Volante para el avance transversal

CEPILLADORA DE CODO

Profundidad de corte y avance en el cepillado de superficies horizontales. d) Ahora se ajusta la profundidad de corte. 1. Profundidad de corte.

Por medio de la maneta situada en la parte superior del cabezal, se puede subir o bajar la herramienta. 2. Maneta para ajustar la profundidad de corte.

La distancia que se sube o se baja la herramienta se puede leer en el anillo graduado que gira con la maneta (2).

5. Anillo graduado

3. Cabezal

En una limadora de su propio taller, compruebe usted mismo la distancia que sube o baja la herramienta cuando da una vuelta completa a la maneta (2).

4. Porta herramientas

Profundidad de corte.

5. Anillo graduado

6. Línea cero

100

CEPILLADORA DE CODO

e) Ajuste del avance automático. 1. Avance

La excéntrica se regula de manera que la uña del trinquete desplace un diente a cada revolución.

2. Excéntrica 3. Tornillo de fijación

Si hay que desplazar verticalmente la mesa, primero se afloja el tornillo de fijación (3).

5. Posición neutral

Una vez que la mesa ha sido llevada a su posición deseada, se vuelve a apretar el tornillo. Colocando la uña en una posición neutral (5) se desconecta el avance.

4. Rueda del trinquete

f) Poner en marcha el motor. 6. Maneta de acoplamiento

g) Accionando la maneta de acoplamiento (6) se detiene la operación de corte. 7 y 8 herramientas para cepillar superficies verticales

Cepillado de superficies verticales Para cepillar superficies verticales se emplean unas herramientas distintas que para el limado horizontal. (7 y 8). El cabezal se inclina ligeramente (12). 9. Plano en el que se desplaza la herramienta

Esto hace que la herramienta se separe un poco de la pieza durante la carrera de retroceso (10), ya que la herramienta pivota según el plano rayado (9).

10. Separación

11. Pivote de la charnela 12. Avance vertical

101

CEPILLADORA DE CODO 1. Superficie oblicuas

Cepillado de superficies oblicuas Para cepillar superficies oblicuas se emplean las mismas herramientas que para las superficies verticales (2) 2. Herramienta de corte lateral

El cabezal (4) se coloca con la misma inclinación que la que se desea lograr en la superficie que hay que cepillar (3).

3. Posición

Este ángulo se gradúa mediante la escala graduada (5) del cabezal giratorio.

4. Cabezal 5. Escala graduada

En trabajos de mucha precisión se comprueba la inclinación por medio de un goniómetro y un comparador. El comparador (8) se monta en el portaherramientas.

6. Comprobación de la posición oblicua

El goniómetro (7) se regula exactamente al ángulo deseado.

7. Goniómetro

8. Comparador

9. Posición oblicua del cabezal

Al girar la maneta de la parte superior del cabezal, el palpador del comparador se desplaza hacia abajo siguiendo la pata del goniómetro. Si la agua no señala ninguna desviación es que el ángulo es correcto. En este caso la chanela también debe inclinarse ligeramente con respecto al cabezal (9)

10. Ranura en cola de milano

En (11) se muestra el cepillado de una ranura en cola de milano. Ud. mismo puede dibujar en papel aparte el otro lado de la ranura.

11. Posición de la herramienta

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CEPILLADORA DE CODO TRATAMIENTOS TÉRMICOS Son los procesos a que se someten los metales y aleaciones para modificar su estructura, bien sea para un cambio de forma y tamaño de los granos, bien para transformación de sus constituyente. El objeto de los tratamientos es mejorar las propiedades mecánicas o a d a p ta r l a s , c o n f i r i é n d o l e s características especiales, a las aplicaciones que se van a dar a las piezas.

Tratamientos mecánicos

En caliente forja En frío

Recocido

De esta manera se obtienen aumentos de dureza y de resistencia mecánica, así con mayor plasticidad o maquinabilidad para facilitar su conformación.

Tratamientos térmicos

Temple Revenido Normalizado

Estos procesos pueden ser mecánicos y térmicos, y también consistir en la aportación de algún elemento a la superficie de la pieza.

Cementación Nitruración Tratamientos termoquímicos

Pueden clasificarse de acuerdo a los siguientes grupos:

Cianuración Carbonitruración Sulfinización

Tratamientos mecánicos Son aquellos que se somete al metal a operaciones de deformación (en frío o en caliente) (Fig.1) para mejorar sus propiedades mecánicas y, además, darle forma determinadas.

Al deformar mecánicamente un metal mediante martillado, prensado, estirado, laminado, etc; sus granos son deformados y aplastados, alargándose en el sentido de la deformación y ocurriendo lo mismo con las impurezas y defectos, por lo cual se origina una modificación en las estructuras y, en consecuencia, en las propiedades del metal. Fig. 1

103

CEPILLADORA DE CODO Fuego Pieza a calentar

Pieza a calentar

Las deformaciones en caliente (o tratamientos termomecánicos) (Fig. 2), denominadas también forja, son las que realizan a temperaturas superiores a las recristalización y pueden ser profundas o superficiales según se efectúe la modificación.

Fig. 2

Tratamientos mecánicos en caliente. Forja Se llama forja el tratamiento mecánico en caliente; es decir, cuando la deformación se efectúa a temperaturas por encima de la recristalización. (Fig. 3). Mediante este tratamiento pueden obtenerse grandes deformaciones sin que se produzca acritud. Si la aleación esta formada por diversos constituyentes, debe tomarse como temperatura de forja la correspondiente al constituyente que tenga la temperatura de recristalización más elevada. Pero es muy importante no subirla demasiado, pues el tamaño de los granos podría aumentar en exceso. Si tanto se ha elevado que se acerca a la de difusión, el metal pasa a tener una estructura de granos muy grandes y se debilita.

Pieza Pieza

Fragua

A este fenómeno se le llama quemado, y es imposible compensarlo con ningún otro tratamiento.

Fig. 3

Agua

104

CEPILLADORA DE CODO La forja da lugar a: a) Afino del grano, por trituración y reconstrucción del mismo en un tamaño más pequeño. b) Soldadura de las porosidades y sopladura interna. c) Mejora de la macroestructura, por deformación y orientación de los granos, lo cual crea una especie de fibra. Todo ello se traduce en una mejora de las características, propiedades direccionales que aumenta a aquéllas en el sentido de la fibra y las reduce transversalmente. La intensidad de la deformación la da el coeficiente de forja, que es la relación entre las secciones inicial y final de la pieza sometida aquélla. (Fig. 4).

Herramienta

Según la clase del trabajo y su forma de ejecución, la forja se denomina laminado, embutido aplanado, estirado, recalcado, extruido, estampado, etc. Fig. 4

Tratamiento térmicos de los aceros Los tratamientos térmicos son operaciones de calentamiento y enfriamiento mediante las cuales se modifican la constitución y la estructura de los metales o aleaciones. Se basan en que las transformaciones en el estado sólido, para que puedan realizarse completamente, necesitan el tiempo suficiente. Un enfriamiento lento hasta la temperatura ambiente permitirá la total transformación de los constituyentes, obteniéndose con ello una estructura y una constitución determinadas. Si calentamos de nuevo hasta temperaturas superiores a la deformación y al enfriar otra vez se aumenta la velocidad del enfriamiento, la transformación encontrará más dificultades para realizarse y será sólo parcial (o será impedida totalmente sí la velocidad es suficientemente rápida), obteniéndose así una constitución y una estructura distintas a las anteriores. Los tratamientos térmicos son especialmente indicados para los aceros, si bien se trata también con éxito gran número de aleaciones no férreas; por tanto, en la descripción de cada uno de ellos se detallarán, en general, el proceso y los fines que se persiguen las cuales la temperatura del acero se hace variar permaneciendo el metal en estado sólido.

La variación de la temperatura del metal en función del tiempo es el ciclo térmico.

e

B

A

C

D AB : Calentamiento BC : Mantenimiento de la temperatura CD : Enfriamiento

105

t

CEPILLADORA DE CODO Efecto de los tratamientos térmicos ( T.T. ) El objetivo de los T.T es dar a una pieza metálica las propiedades más convenientes: * Para modificar su forma (construcción de piezas) * Para modificar con ella la forma de otros metales (herramientas) * Para mejorar la calidad del material. De manera general el T.T. no modifica la composición química del acero. Pero puede traer consigo modificaciones relativas a uno o varios de los casos siguientes: a) Constitución (estado del carbono y forma alotrópica el hierro) b) Estructura micrográfica (grosor del grano y distribución de los constituyentes) Estado mecánico (variación de las propiedades mecánicas y posibles deformaciones) Estos efectos dependen de: 1. Temperatura máxima. 2. Duración de mantenimiento de la temperatura en la pieza. 3. Variación de la temperatura en el calentamiento y sobre todo en el enfriamiento dimensiones de la pieza (efecto de masa). En todo este ciclo de tratamiento térmico hay que considerar tres fases, a saber: calentamiento hasta una temperatura determinada, tiempo de permanencia en ella y enfriamiento hasta la temperatura ambiente, siendo los siguientes factores los que intervienen en el resultado final: * Velocidad de calentamiento. * Temperatura alcanzada y tiempo de permanencia. * Velocidad de enfriamiento y medio de enfriamiento. Como usar fuentes de calor A. Fragua a) Calentamiento directo - Usar de preferencia carbón coque en cantidad suficiente como para cubrir la pieza a templar. (Fig. 5). - Producir un fuego lento y uniforme. - Colocar las piezas de manera que no esté en contacto directo con el aire.

Fig. 5

b) Calentamiento indirecto.

Pieza

- Colocar la pieza dentro de un mufle o tubo tapado por un extremo. (Fig. 6). - Llevar a la fragua y seguir el procedimiento anterior. Mufle o tubo Fig. 6

106

CEPILLADORA DE CODO B. Hornos (Fig. 7). a) De Petróleo- Calentamiento Directo - Encender el horno y calentar hasta una temperatura determinada. - Introducir la pieza y controlar su calentamiento.

Horno eléctrico

Pieza

b) Calentamiento Indirecto - Colocar la pieza dentro de un tubo o mufle y llevarlo al horno. - Observar su temperatura.

Fig. 7

C) Sopletes a) Colocar las piezas a calentar sobre un ladrillo refractario - Encender el soplete y graduar una llama más oxidante que carburante. - Calentar las piezas lenta y uniformemente. (Fig. 8) - Determinar su temperatura de calentamiento a “ojo”. (Fig. 9).

Soplete

Herramienta

Ladrillo

Fig. 9

Fig. 8

b) Calentamiento indirecto. - Colocar las piezas dentro de un tubo o mufle. - Seguir el procedimiento anterior Fig. 10

c) Soplete a gasolina. (Fig. 10) - Colocar las piezas sobre un ladrillo refractario, como el caso anterior. - Encender el soplete a soplete a gasolina. - Dirigir la llama del soplete a las piezas. - Controlar si calentamiento.

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CEPILLADORA DE CODO Temperatura Son los cambios de calor que almacenan los diferentes cuerpos en su composición. Control de temperaturas Las temperaturas se miden en grados, los dos sistemas (Fig. 11) más usados son:

°C

°F 50 40 30 20 10 0 10

50 40 30 20 10 0 10 20

20 30

30

• Grados Centígrados (°C) • Grados Fahrenheit (°F). Fig. 11

Métodos para controlar la temperatura El control de temperatura se puede hacer: A ojo por medio de los lápices con pirómetro con termocuplas. A juicio cuando el operario se vale de su experiencia, de acuerdo a la gama de colores que presenta el acero a determinada temperatura. (Fig. 12).

21 .giF

Fig. 12

(para información damos una tabla)

Cambio de color Rojo Parduzco Rojo oscuro Cereza oscuro Rojo vivo Salmón Amarillo Amarillo claro Blanco amarillento

Por medio de los lápices.- existen en el comercio lápices especiales que cambian de color a cierta temperatura, cuando se frota en el material. (Fig. 13).

Grados Centígrados

Grados Fahrenheit 1110 1200 1290 1380 1560 1650 1830 2000 2200

600 650 700 750 850 900 1000 1100 1200

Lapiz Especial

Fig. 13

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CEPILLADORA DE CODO Herramienta

Permiten apreciar temperaturas desde 120°C hasta 600° con una precisión casi exacta. En la práctica se traza una raya con el lápiz, marcado con determinada temperatura, sobre la pieza a calentar, luego se coloca ésta en el fuego, a la desaparición o al cambio de color de la raya, determina la temperatura correspondiente. (Fig. 14).

Fig. 14

Con pirómetros Los pirómetros son instrumentos que sirven para medir altas temperaturas. En nuestro medio ambiente, se usan dos tipos: a) Pirómetros de esfera b) Pirómetros ópticos a) Los pirómetros de esfera son parecidos a un reloj cuya cupla bimetálicas está directamente en contacto con el calor y se refleja en la esfera al convertirse este calor en corriente de bajo voltaje (Fig. 15). Esfera

300

Cupla bimetalica

400

200

500

100 °C 0

600

Fig. 15

b) Los pirómetros ópticos permiten apreciar la temperatura por comparación de color del filamento de su bombilla. Se puede colocar de uno a 10 metros de distancia por simple enfoque óptico sin ningún contacto con el material. La temperatura se lee directamente. (Fig. 16) Pirómetro óptico

Pieza al rojo

Fig. 16 Bateria

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CEPILLADORA DE CODO Hornos para tratamiento térmico Para realizar los tratamientos térmicos, se utilizan hornos de diseño especial que permiten calentar los materiales a las temperaturas requeridas para cada tratamiento. La fuente de calor está alimentada con energía eléctrica o por combustible. El control y regulación de las temperaturas se realiza mediante pirómetros y llaves acopladas al horno. Los hornos Electrotérmicos que hoy corresponden a la tecnología, son máquinas que hoy en día han incrementado al mejor desarrollo del entorno humano, de ellos las invocaciones parecen surgir a un ritmo tan acelerado en nuestra sociedad dichas máquinas las que a continuación presentamos son de procedencia extranjera; diferentes modelos hoy empleados por grandes industrias peruanas especialmente siderúrgicas, fábricas azucareras, fábricas textiles. Esta tecnología implica utilizar gases industriales como nitrógeno, hidrógeno, dióxido de carbono (CO2), argón, helio y metanol, en vez de atmósferas generadas, en hornos de tratamiento térmico para modificar las propiedades de las piezas fabricadas. Esto ofrece importantes beneficios económicos en el recocido, la sinterización, el brazing, la cementación, la decarburación, el temple neutro, la rotura de vacío, el curado en autoclave, tratamientos criogénicos de metales y otras aplicaciones en los tratamientos térmicos de los metales en las fundiciones de hierro y acerías. Carburos Metálicos suministra gases y paneles de control para el tratamiento térmico de metales. A continuación se ofrece un resumen de las ventajas del sistema de gases industriales de Carburos Metálicos respecto a las atmósferas generadas de forma tradicional.Para templar se emplean hornos de cámaras y hornos de baño.

Hornos para templar Fig. 17. Horno de cámara caldeado eléctricamente con espacio para el calentamiento.

Los hornos de cámaras se construyen con espacio de caldeo abierto (Fig. 17) o cerrado (Fig. 18). El espacio cerrado ofrece la ventaja de que el manantial térmico está separado del material a recocer o a templar.

Material a templar

Con esto se evita, cuando se emplea caldeo por gas, que el calentamiento sea irregular y que se produzcan oxidaciones en el material que se calienta.

Material a templar

Fig. 18. Horno de cámara caldeado por gas con espacio para el caldeo cerrado.

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CEPILLADORA DE CODO Por razones de índole económica, cuando se trata de gran número de piezas se utilizan instalaciones de temple automáticas. Las instalaciones automáticas para varios usos (Fig. 19) hacen posible con una conveniente adaptación de sus dispositivos de transporte la ejecución de diversos procedimientos de tratamiento térmico, tales como recocer, templar y cementar. Gas protector Antecámara

Procesos automáticos de transporte

Cámara de calentamiento Baño para enfriamiento brusco

Fig. 19 - Templado bajo gas protector

Los hornos de baño tienen crisoles o tinas, caldeadas exteriormente por medio de la electricidad o gas, en cuyo interior se funden sales y se llenan a la temperatura de temple. Según sea el objeto del tratamiento se emplean principalmente sales de sodio, de potasio y de bario con temperaturas de fusión de hasta 950°C y temperaturas de trabajo hasta los 1350°C. Los hornos de baño ofrecen una serie de ventajas: la transmisión de calor se realiza más rápidamente que en los hornos de cámaras, las piezas se caldean a fondo más uniformemente. No se producen recalentamientos o quemaduras. Hornos eléctricos. Estos hornos tienen un sistema de calefacción eléctrico, incorporado a la cámara, en la que se colocan las piezas que van a calentarse. Son muy usados en los talleres de tratamientos térmicos, debido a la facilidad de su manejo, la uniformidad de calentamiento, y la precisión y el mantenimiento constante de las temperaturas que se desean alcanzar. Las más comunes son los denominados: de cámara y de baño de sales. *

Hornos de cámara: se emplean principalmente para realizar las operaciones de recocido, temple y normalizado, protegiendo las piezas contra la descarburación mediante cajas especiales.

*

Hornos de baños tratamientos que calentamiento. En fundidas protegen descarburación.

de sales: se usan para efectuar requieren uniformidad en el este tipo de hornos, las sales directamente la pieza contra la

111

CEPILLADORA DE CODO Constitución Los hornos eléctricos constan de los elementos que se muestran en la Fig. 20 Fuente de calor

Cámara de calentamiento

Sistema de control de temperatura

Carcaza

Fig. 20

Carcaza

: Es la parte exterior del horno, construida en chapa de acero. Interiormente lleva un revestimiento de material refractario, que evita perdidas de calor en el medio ambiente.

Fuente de calor

: En los hornos de cámara y en los de baño, la fuente de calor es una resistencia alimentada por energía eléctrica.

Las resistencias se construyen de alambre o de una cinta con aleación de cromo-níquel, resistente a las altas temperaturas, o de varillas refractarias, a base de silicio o carburo de silicio. Se ubican en el interior de la carcaza, rodeando el crisol, o cubriendo la superficie interna de la cámara. Cámara

Cámara de calentamiento Es el lugar donde se colocan las piezas que van a tratarse térmicamente. La cámara suele denominársela mufla y se fabrica en material refractario. Las resistencias eléctricas están instaladas en las partes laterales. Generalmente, tienen forma rectangular, frecuentemente con el techo abovedado y sus dimensiones son variables, según la capacidad del horno y la finalidad para la que fue construida. (Fig. 21).

Fig. 21

Crisol

En los hornos de baño, esta cámara se denomina crisol y se halla ubicado en la zona central del horno. Se fabrica en acero refractario o fundición especial, y en la mayoría de los casos tiene forma cilíndrica (Fig. 22) Fig. 22

112

CEPILLADORA DE CODO Temple - enfriamiento Se denomina temple a la austenitización, es decir, a calentar el acero a la temperatura de temple y enfriarlo luego con rapidez. Por medio del temple se consiguen durezas cuya cuantía depende de la del contenido de carbono. Transformación de la textura austenítica en textura martensítica.

Hierro Carbono

Transformación Austenita (Red cristalina con centrado en las caras) Fig. 23-A.

Martensita (Red cristalina con centrado en el cuerpo) Fig. 23-B

El temple consiste en calentar al rojo y enfriar rápidamente. El calentamiento de la pieza por encima de la línea GSK produce una textura austenítica (Fig. 23-A) uniforme (austenitización). El enfriamiento se hace a gran velocidad con lo que se consigue una transformación de la textura aunque manteniéndose el carbono en la red cristalina (formación de martensita). (Fig. 23-B)

Acero bonificado C 45 con 0.45% de carbono. La textura básica está formada por ferrita y perlita uniformemente distribuidas.

Textura perlítica pura de un acero para herramientas con 0.83% de carbono.

La martensita tiene una textura de finísimas acículas. Se trata de hierro a con inclusiones de carbono.

Fig. 24 - Microfotografías de la textura.

113

La dureza del material depende esencialmente del contenido de carbono o de que hayan podido formarse suficientemente o no granos de martensita duros y quebradizos. Los granos de ferrita son muy blandos, los granos de perlita con el 0.83% de C son semiduros y poco tenaces y los granos de cementita muy duros. (Fig. 24).

CEPILLADORA DE CODO Instalaciones para el calentamiento Se utilizan hornos de templar u hornos de baño de fusión (baños de sales en fusión) con exacta regulación de la temperatura. Los hornos de baño de fusión tienen la ventaja de que no recalientan las piezas de paredes delgadas.

Enfriamiento brusco Al eliminar rápidamente el calor, se forman cristales duros de martensita. Esto no ocurre más que a partir de la “velocidad crítica de enfriamiento brusco”. El “punto martensítico” es aquella temperatura para la cual comienza la transformación en las condiciones dadas. El agua fría tiene un intenso efecto de enfriamiento: el agua caliente enfría con más suavidad. Ambas son apropiadas para los aceros de carbono.

Martensita y Red. Centr.cuerpo Red. Centr.cuerpo 300 Cementita Cementita de la perlita Martensita Bolas de de la perlita y de la cáscara cementita 200 Acero subeutectoide Acero 0 subeutectoide 0,83 %C 2,06 Punto de la martensita

Influencia de la velocidad de enfriamiento sobre la textura de un acero eutectoide (no aleado, 0,83% C)

Fig. 25 - Proceso de temple en el diagrama hierro - carbono.

El aceite templa tanto más suavemente cuanto más espeso es apropiado sólo para aceros de baja aleación. El aire es el que enfría con más lentitud: apropiado para los aceros de alta aleación. Mediante una congelación intensa (- 75°C a 180°C) se logra la transformación de otro 7% u 8% de la austenita residual que, en otros casos, es el 10% al 20% (Fig. 25).

114

Lento

Lento

Normal

Rápido

Muy Perlita en franjas espaciadas

K 700

Calienta

Calienta

Enfria

S

P

800

Perlita franjas apretadas

Enfria

Bolas de cementita

Perlita franjas muy apretadas

900

Enfriamiento

Austenita (red centrada caras)

ºC

723

Muy rápido

1000

G

800

Austenita

1100 ºC

Austenita (red centrada caras) 911

1147

Perlita en franjas muy apretadas y martensita

* Átomo de C o Átomo de Fe

Martensita Austenita residual

E

CEPILLADORA DE CODO Factores que influyen Los factores que influyen en el temple del acero son los siguientes: * Composición * Tamaño del grano * Estructura * Forma y tamaño de las piezas * Estado superficial * Medio de enfriamiento Todos ellos tienen gran importancia en el resultado final del tratamiento; por ejemplo, para las mismas condiciones de enfriamiento, la dureza de los aceros de carbono templados es mayor cuanto más alto es su porcentaje de carbono. Fluidos de temple El enfriamiento necesario para lograr el temple correcto se consigue por inmersión del acero, cuya temperatura se ha elevado, en un medio refrigerante adecuado, sólido, líquido o gaseoso. Los más utilizados son:

Agua

Fig. 26

* Agua. Se emplea a temperaturas no superiores a 20°C y en baños refrigerados en los que se produce una circulación continua del líquido. (Fig. 26). Para disminuir la etapa de enfriamiento, se agita (el agua o la pieza) o se le añaden sales.

Aceite

Fig. 27

sales

* Aceite. Los aceites para temple, de origen mineral, pueden ser convencionales (no aditivados) o especiales (aditivados). Se usan para templar aceros de alto porcentaje de carbono o bien aceros aleados. (Fig. 27)

Fig. 28

* Sales o metales fundidos. Tanto los metales fundidos (mercurio, plomo, etc.).como ciertas sales (cloruros, nitratos, etc.). se emplean como medios de enfriamiento en los tratamientos isotérmicos. (Fig. 28)

Fig. 29

* Gases. Las piezas se pueden enfriar mediante gases, pero este medio sólo es eficaz en aceros de autotemple. (Fig. 29) Según el proceso seguido y los resultados obtenidos, existen varios tipos de temple para el acero que se describen a continuación. 115

CEPILLADORA DE CODO Temple por inducción. El calentamiento de la superficie se logra por medio de corrientes inducidas de alta frecuencia. Las temperaturas alcanzadas son del orden de los 1,000°C en pocos segundos y para tal fin se emplean generalmente unos dispositivos arrollados en forma de bobinas. El conjunto es un transformador en el cual el primario lo constituye la bobina de inducción y la pieza hace de secundario. La profundidad del temple depende de la frecuencia, la potencia y el tiempo del calentamiento. El temple modifica sensiblemente las características mecánicas del acero, pues aumenta: - su dureza, - su resistencia a la rotura por tracción, y - su elasticidad. En cambio, disminuye: - su posible alargamiento, y - su resistencia (lo vuelve más frágil). El temple tiene por objeto aumentar la dureza en los aceros y fundiciones. El aumento de dureza varía con el contenido de carbono del material, es decir, se consiguen mayores durezas cuanto mayor es el porcentaje de carbono. 70

Dureza Rockweel C

64 60 57 50

40 35 30

20

Fig. 30 0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

Contenido de Carbono en %

Dureza obtenida al templar aceros cuyos espesores varían de 4 a 15 mm. Dureza obtenida al templar aceros muy delgados

El diagrama de la Fig. 30 muestra la variación de dureza en unidades Rockwell C, obtenidas al templar diferentes aceros. Por ejemplo, para una lámina de acero con 0,2% de carbono, la dureza es de 50 Rockwell C; mientras que para una lámina de acero con 0,6% C es de 64 Rockwell C. En cambio, para un acero de espesor más grueso tenemos que, para un contenido de 0,2% de carbono la dureza es de 35 Rockwell C, para 0,6% de C la dureza es de 57 Rockwell C. En el proceso de templado se distinguen tres etapas: * El calentamiento, * La permanencia a la temperatura de temple, y * El enfriamiento. 116

CEPILLADORA DE CODO Primera etapa: Calentamiento: Generalmente las piezas, antes de ser llevadas hasta la temperatura final requerida por el tratamiento, se precalientan a una temperatura comprendida entre 500°C y 600°C, aproximadamente. Esto se hace con el objeto de evitar grietas, debidas a tensiones internas; las cuales se producen al introducir un material frío en un horno que se halla a la temperatura de temple. (Fig. 31)

Cámara de baja temperatura

Pirómetro de baja temperat.

12 9

3 6

Fig. 31

Después del precalentamiento, las piezas se calientan de 40°C a 60°C, por encima de la temperatura correspondiente al punto crítico superior. Las temperaturas de calentamiento de las funciones están comprendidas entre 750°C y 900°C. En la práctica para determinar las temperaturas de temple de los aceros SAE y aceros comerciales, se deben consultar las tablas SAE y los catálogos que publican los fabricantes. Para los aceros al carbono, las temperaturas de temple en función del contenido de carbono son las siguientes.

Porcentaje de C %

Temperatura

Porcentaje de C

Temperatura

(°C)

%

(°C)

0,1

925

0,8

780

0,2

900

0,9

775

0,3

870

1,0

770

0,4

840

1,1

770

0,5

830

1,2

765

0,6

810

1,3

760

0,7

790

1,4

760

117

CEPILLADORA DE CODO Segunda etapa: Permanencia a temperatura de temple La duración de calentamiento varía de acuerdo al espesor de las piezas y a la composición del material. Generalmente, los aceros al carbono se mantienen 5 minutos por cada 10mm de espesor, y los aceros aleados, para esta misma dimensión, se mantienen 10 minutos. Es recomendable que la permanencia de las piezas en el horno no sea excesiva, porque se pueden descarburar si no están protegidas. Cuando el calentamiento se hace en baño de sales, la duración del tratamiento es más corta que en los hornos de cámara, debido a que la transmisión de calor se efectúa más rápidamente. (Fig. 32) Pirómetro

Calentamiento eléctrico Baño de sales Lana de escorias

Envoltura de chapa

Fig. 32

Tercera etapa: Enfriamiento El acero, después de haber alcanzado en el horno la temperatura de temple, se debe enfriar rápidamente. Las propiedades finales del material templado dependen del medio de enfriamiento utilizando, por lo cual su elección debe ser cuidadosa, teniendo en cuenta la composición química de los aceros. Las velocidades de enfriamiento varían de un acero a otro, siendo mayores para los aceros al carbono y menores para los aceros aleados En general, se utiliza agua para enfriar los aceros al carbono. El aceite se usa para los aceros aleados y para las fundiciones. El aire a presión o calmo se utiliza para templar aceros de alta aleación.

118

CEPILLADORA DE CODO No obstante lo mencionado anteriormente, existen excepciones: por ejemplo, un acero para herramienta de 1,10% C, con un espesor menor de 3mm, es conveniente templarlo en aceite, y ciertos aceros aleados de más de 100 mm de espesor se templan en agua. (Fig. 33)

Agua a 20º C Aceite Aceite de linaza

El temple por enfriamiento brusco

Fig. 33

Los fabricantes de aceros indican los medios de enfriamiento que se debe utilizar en cada clase de material. La consulta de estas recomendaciones debe hacerse especialmente cuando se está tratando un acero de composición especial (acero aleado). Observaciones a) El tiempo transcurrido desde que se retira la pieza del horno hasta su inmersión en el baño, debe ser lo más breve posible. La permanencia en éste, debe permitir un enfriamiento completo. b) Las piezas alargadas o de poco espesor (ejes, mechas, láminas, cuchillas y otras similares) deben calentarse y enfriarse en posición vertical. Para lograr esta condición, puede utilizarse soportes guías u otros dispositivos especiales. (Fig. 34)

Graduación del temple en un baño de temple

Cómo se sumergen y se remueven las piezas y herramientas para templar.

Fig. 34

119

CEPILLADORA DE CODO Técnicas de enfriamiento Dentro de lo que se considera esencial en la práctica, se puede enunciar: recocido previo, uniformidad de calentamiento y control de temperatura. Si no se dispone de hornos dotados de pirómetros, obsérvese la gradación de colores en el calentamiento. Téngase sumo cuidado en no oxidar o descarburar una pieza, por causa de un calentamiento demasiado prolongado, a bien, por contacto con el aire. Para preservar las piezas delicadas de la oxidación, se las calienta a unos 300°C, cubriéndolas luego con ácido bórico calcinado. Al proseguir el calentamiento, el ácido se transforma en vidrio protector, que , al enfriarse la pieza, se desprende espontáneamente. Para evitar la formación de escorias y escamas, se puede espolvorear las piezas con sal de cocina bien seca, con prusiato amarillo de potasa, o bien con jabón. Cuando se desea evitar la oxidación en forma absoluta, se calienta en un tubo o en una caja de acero inoxidable, llena de virutas de fundición, que rodeen completamente la pieza. (Fig. 35)

Fig. 35

Dichas cajas se introducen en el horno, calentándolas hasta que la pieza alcance el calor de temple. El enfriamiento de las piezas se realiza de acuerdo a los siguientes procedimientos: (Fig. 36). Procedimiento exacto

Procedimiento equivocado

Fig. 36 Inmersión de la pieza en el baño

120

CEPILLADORA DE CODO Procedimiento exacto

Procedimiento equivocado

Líquido de temple

Líquido de temple

Comprobación de los resultados obtenidos El tratamiento del temple, ejecutado correctamente, da buenos resultados. Sin embargo, se observa a veces resultados pésimos, debido en la mayoría de los casos a falta de aplicación de las normas indicadas. En la tabla siguiente, se resumen los principales defectos del temple y los remedios que se deben aplicar en cada caso. Errores

Consecuencia

Remedios

La herramienta no fue No toma dureza; falta de calentada suficientemente. rendimiento en el trabajo; la lima agarra.

Repetir la operación, calentándola a una temperatura más elevada.

L a h e r r a m i e n t a f u e Toma buena dureza; la lima calentada demasiado; es no agarra, pero se producen rajaduras y grandes decir, “sobrecalentada”. deformaciones.

Recocer con cuidado y repetir el temple a una temperatura exacta.

121

CEPILLADORA DE CODO La herramienta fue muy Toma buena dureza; la lima “sobrecalentada”; es decir, no agarra, se raja con “quemada”. facilidad al trabajar se rompe por falta de tenacidad.

Una herramienta quemada no puede ser regenerada.

Durante el calentamiento, la herramienta no fue suficientemente protegida contra la descarburación (exceso de aire).

La lima agarra, pero bajo la capa superficial descarburada tiene buena dureza.

Quitar la parte superficial con la muela. Si no es posible, recocer y repetir el temple, cuidando el calentamiento.

La herramienta se muy rápidamente poca uniformidad o enfrió en baño de insuficiente.

Dureza no uniforme; la lima agarra en algunos puntos; la herramienta se raja fácilmente; las aristas se rompen en forma de conos.

Recocer y repetir el tratamiento, cuidando de obtener el “equilibrio térmico”.

La herramienta no se enfrió Toma dureza insuficiente; con la rapidez necesaria, ya sobre todo, sí la herramienta sea por el baño caliente o es de grandes dimensiones. bien por la formación del velo de vapor.

Recocer antes de repetir el temple. Enfriar enérgicamente, agitando la pieza en el baño.

calentó y con bien se tamaño

Se enfrió la herramienta en La lima agarra en varios Repetir el temple en un un baño demasiado débil, p u n t o s p o r l a d u r e z a baño más enérgico. en relación con el tipo de insuficiente y no uniforme. acero y al trabajo que debe realizar. Buena dureza; la lima no agarra, pero se producen rajaduras, sensibles deformaciones y fragilidad.

Revenido largo, realizado enseguida después del temple, si no es suficiente para quitar la fragilidad, hay que repetir, templándolo en baño más suave.

L a h e r r a m i e n t a f u e Fuertes contracciones y sumergida al revés en el deformaciones; se observan baño. manchas blandas en las partes de relieve.

Repetir el temple con inmersión, según el eje longitudinal y el movimiento en dirección del eje.

Se enfrió la herramienta en un baño demasiado enérgico, con respecto a la clase de acero y el trabajo al que se destina.

Acero especial

Sometiendo la herramienta a prueba. Acero dulce

Acero rápido

122

CEPILLADORA DE CODO Medios de enfriamiento En todos los tratamientos térmicos, después de calentar las piezas se las enfría en un medio que permita dar al material las condiciones finales deseadas. Los medios más usados son: • El mismo horno apagado, u otro especial para enfriamiento muy lento. • Sustancias en polvo, tales como: ceniza, arena u otro material refractario. • Baños de agua, aceite, sales o plomo fundido, y • El aire tranquilo o a presión. Baños de agua Se utilizan, especialmente, en el temple de aceros al carbono, con bajo contenido de este elemento. Los baños de agua deben mantenerse a una temperatura comprendida entre los 15°C y los 26°C, y no tener ninguna contaminación con el jabón, debido a que se disminuye el poder refrigerante del medio. Para mejorar las propiedades refrigerantes del baño, es recomendable agregar el agua un 10% de sal común; o un 5% de sosa cáustica. Baños de aceite Cuando se requiere un enfriamiento con una velocidad intermedia, se emplea como medio refrigerante el aceite (Fig. 37); usado para templar aceros aleados y aceros con alto contenido de carbono. Los baños de aceite deben reunir ciertas condiciones, como: no variar demasiado su viscosidad con la temperatura, con la volatilidad, buena resistencia a la oxidación y una alta temperatura de inflamación. Estas características se consiguen por destilación fraccionada del petróleo. Los aceites empleados como medio de enfriamiento deben tener, en el momento del uso, de 40°C a 60°C de temperatura, para lograr los mejores resultados. Fig. 37

Baños de sales y plomo fundido Cuando se realizan los tratamientos isotérmicos, se utiliza baños de sales o plomo fundido para la etapa de enfriamiento. (Fig. 38 ) Sales

Con estos baños se obtiene una buena velocidad de enfriamiento hasta la temperatura del baño caliente, por la elevada térmica del mismo. Las sales más empleadas son el nitrito de sodio, el nitrato de sodio, el nitrato de sodio y el nitrato de potasio, que se utilizan a temperaturas entres los 150°C y los 400°C.

123

Fig. 38

CEPILLADORA DE CODO

Efecto Medio de enfriamiento Rápido Agua con sales ó ácidos

Material Aceros aleación

Observaciones

s i n - Mayor deformación.

Agua

- En piezas grandes del temple no llega al núcleo.

Agua caliente

- Peligro de rajaduras. - Menos deformación.

Aceite Aceite caliente

Aceros con baja - Profundidad del temple aleación mayor. - Menos peligro de rajaduras.

Baño de metales o sales

- Poca deformación. - Profundidad del temple muy bueno.

Aire movido Lento

Aire ambiental

Aceros con alta - Poco peligro de rajaduras. aleación

Reglas * Utilizar suficiente volumen de líquido en los baños de enfriamiento para evitar que se sobrecaliente y no permite lograr la dureza requerida. * Retirar la pieza del horno con herramientas adecuadas y enfriar a la brevedad posible.

Imersión correcta

Imersión Incorrecta

124

CEPILLADORA DE CODO Como usar los sistemas de enfriamiento A) Al agua - Depositar agua corriente en una cuba grande. - Llevar al fuego dicha cuba con agua y calentar a 15° o 30° según la clase de acero a templar. (Fig. 39) Agua a 20º C

- Tratar que la temperatura del agua no aumente ni disminuya.

B) Al aceite (de linaza). - Depositar el aceite en un depósito grande. (Fig. 40)

Fig. 39

- Tratar de no producir llama. (Fig. 41) - Cambiar el aceite cuando se calienta demasiado. (Fig. 42) Aceite de linaza

Fig. 40

Cambio de aceite

Fig. 41

Fig. 42

125

CEPILLADORA DE CODO C) Al aire - Usar a una presión de 0.200 hasta 0.300 KG/CM2. (Fig. 43). - Tratar que sea muy seco y bien dirigido para no provocar deformaciones. - Utilizar para aceros de baja velocidad de temple, aceros rápidos y aceros autotemplantes.

Fig. 43

Condiciones para el enfriamiento a) Cuando las piezas son introducidas en los baños de enfriamiento, deben agitarse enérgicamente, con el fin de eliminar, la capa de vapor que se produce alrededor de la misma, al entrar en contacto con el agua o el aceite (Fig. 44). Esta capa de vapor puede producir puntos blandos y tensiones internas en el material.

Fig. 44

b) Las piezas de forma alargada, se deben introducir en el baño en posición vertical, y su agitación debe realizarse de arriba abajo (Fig. 45)

c) La cantidad del medio de enfriamiento debe ser lo suficientemente grande, para que su temperatura no se eleve demasiado mientras se enfrían las piezas calientes.

Fig. 45

d) Cuando se usa aire a presión, debe darse un movimiento al chorro de aire o a la piezas, con el fin de que ésta se enfríe uniformemente. Lo más aconsejable es utilizar un dispositivo para este fin (Fig. 46).

Fig. 46

126

CEPILLADORA DE CODO Elementos de trabajo para tratamiento térmico Equipo y herramientas Para ejecutar un tratamiento térmico satisfactorio es necesario contar con equipo y herramientas apropiadas; por ejemplo: Para reconocer el acero: Se puede usar: - Esmeril (cualquier tipo) - Limas arcos de sierra martillo. (Fig. 47) Para calentar las piezas: Se puede usar: - Horno

Fig. 47

- Fragua. (Fig. 48) - Soplete Oxiacetilenico (Fig. 49) - Soplete a gasolina. (Fig. 50)

Fig. 48

Fig. 49

Para controlar la temperatura: se puede usar: - Pirómetro (cualquier tipo) - Lápices especiales - Conos especiales - Sebo - Carta de colores de temperatura

Fig. 50

127

CEPILLADORA DE CODO Para enfriar se puede usar: - Depósito con agua (Fig. 51) - Depósito con aceite vegetal o mineral - Sales - Aire a presión Fig. 51

Herramientas - Tenazas. (Fig. 52) - Alicates. (Fig. 53) - Martillos. - Cepillos. (Fig. 54)

Fig. 53

Fig. 52

Fig. 54

128

CEPILLADORA DE CODO FUNCIONES TRIGONOMÉTRICAS

1. Interdependencia

cateto anterior

cateto posterior

sa tenu hipo

A cada ángulo corresponde una determinada relación de lados: Deducción El valor de una relación de lados es una función del ángulo. Atención Función significa relación entre dos magnitudes variables.

2. Relaciones de los lados Para relaciones de los lados se han fijado determinadas denominaciones

3. Relaciones

90º

60º

150º

30º

-180º

=

cateto posterior con la hipotenusa.

coseno

=

cateto anterior con la hipotenusa.

tangente

=

cateto posterior con cateto anterior.

cotangente

=

cateto anterior con cateto posterior.

La función del seno creco de 0 a 1, la función del coseno disminuye de 1 a 0.

curva cosenoidal 120º

seno

Deducción El seno o el coseno de un ángulo se complementan entre si (90º). Se obtiene, p. Ej.

0º

210º 240º

330º 300º 30º 60º 90º 120º 150º 180º

270º

sen 60º = cos 30º, cos 40º = sen 50º,

i.e. i.e.

sena = cos b cosa = senb

curva cosenoidal

4. Resumen

Las relaciones de los lados de un triángulo rectángulo son las funciones trigonométricas.

cot

90º

cos

sen

r=

1

tg

I

sen = cateto posterior hipotenusa

tan

cateto posterior = cateto anterior

cos = cateto anterior hipotenusa

cot

cateto anterior = cateto posterior

0º

129

CEPILLADORA DE CODO VELOCIDAD DE CARRERA De cuanto antecede, se sigue inmediatamente que no sólo deben calcularse por separado las velocidades de trabajo y de retorno, sino que ambas deben considerarse como velocidades medias.

V

L m/min t

Representando por ti, el tiempo empelado en la carrera de trabajo, se tiene que la velocidad de ida viene expresada por la fórmula

V

L m/min t

Si, con tr, se representa el tiempo empleado en la carrera de retorno se tiene que la velocidad de retorno viene expresada por la fórmula

V

Si se indica con L la longitud de la carrera del carro y se mide el tiempo empleado en recorrerla se tiene que la velocidad es igual a

L m/min t

(1)

(2)

Ejemplo: Si la longitud de la carrera de trabajo es de 600 mm y se recorre en un tiempo de 3 centésimas de minuto, la velocidad de la carrera de trabajo es: Vi =

Carrera en metros tiempo de la carrera de trabajo

=

0,6 0,03

=

20 m /min;

Si la carrera de retorno se realiza en un tiempo de 2 centésimas de minuto, la velocidad de retorno será:

Vr =

Carrera en metros tiempo de la carrera de retorno

131

=

0,6 0,02

=

30 m /min;

CEPILLADORA DE CODO Velocidad media A efectos prácticos, es necesario conocer la velocidad media, Vm, de una carrera completa de ida y de retorno del carro. El valor de esta velocidad se obtiene de la fórmula:

Vm = 2 •

Esta fórmula, que no debe confundirse con la media aritmética, se obtiene dividiendo la longitud de una carrera doble por la suma de los tiempos empleados en recorrerla:

Vm =

De (1)

se

deduce

ti

L Vi

De (2)

se

deduce

tr

L Vr

Vi • Vr Vi + Vr

2L ti + tr

(3)

(4)

Sustituyendo en (4) ti y tr se tiene:

Vm =

2L L Vi

=

+

L

=

Vr

2L • Vi • Vr L ( Vr + Vi )

2L Vr • L + Vi • L Vi • Vr

= 2•

=

Vi • Vr Vi + Vr

Ejemplo: Si se aplican los valores de Vi y Vr del ejemplo anterior, se obtiene la siguiente velocidad media:

Vm = 2 •

20 x 30 24 m/min. 20 + 30

132

CEPILLADORA DE CODO Cálculo de la velocidad de trabajo según el tiempo empleado. a)

Velocidad para la carrera de trabajo (Velocidad de Corte) TA = Tiempo empleado en la carrera de trabajo en minutos. Vc =

b)

L 1000 . TA

Velocidad para la carrera en vacío (Velocidad de retroceso) TR = Tiempo empleado en el retroceso o carrera en vacío en minutos. VR =

c)

L 1000 . TR

Velocidad media (Vm) Vm =

d)

2L 1000 ( TA + TR )

Si en la ecuación a nterior se reemplaza a TA , por su valor L/1000. V , y T por A R L/1000 VR, se tiene: Vm =

2L L 1000 1000. TA 2L

Vm =

L VA

Vm = e)

L 1000 . VR L VR

2 VC . VR VA VR

Si la relación entre la velocidad de retroceso V y la velocidad de avance V R A q = VR VA

No es conocida, obtendremos la velocidad de corte media V , partiendo de la M velocidad de avance, si en la ecuación que aparece en (d) se pone VR = q . Vc Vm = 2Vc . q 1 VR f)

Cuando se conoce el número de dobles carreras por minuto (n), la velocidad media será en función de aquella. Vm =

2.L.n 1000

[m/min [ 133

CEPILLADORA DE CODO

Calcular la velocidad de corte (VC) y la velocidad de retroceso (VR) conociendo que la longitud de la carrera (L) es de 360 mm, el tiempo de trabajo (TA) es de 0,03 minutos y el tiempo de retroceso (TR) es de 0,015 minutos. 360

DATOS L

= 360 mm

TA = 0,03 minutos TR = 0,015 minutos SOLUCIÓN Calculando velocidad de corte Vc =

Vc =

Calculando velocidad de retroceso

L 1 000 . TA

360 mm 1 000 x 0,03 mn

Vc =

12 m /mn

VR =

L 1 000 TR

VR =

L 1 000 x 0,015 mn

VR = 24 m / mn

Nota:

Rpta:

VC = 12 m / mn VR = 24 m / mn

Es importante que sepas que la velocidad de corte no es uniforme, ya que al principio de la carrera su valor es nulo, creciendo al máximo a la mitad de la carrera, y disminuyendo a cero al final de la misma.

134

CEPILLADORA DE CODO Tiempo de procesamiento en el cepillado y ranurado l = longitud de pieza a trabajar i = número de cortes la = arranque, lü = movimiento perdido s = avance (mm) L = longitud de carrera (comprendiendo l+la+lu) s'= velocidad de avance=s.n (mm/min) b = ancho de la pieza de trabajo v = velocidad de corte (m/min) n = número de carreras dobles (1/min) th = tiempo-máquina (min) Nota VA, tA Indice A para carrera de trabajo Indice R para marcha atrás VR, tR Carrera en vacío Teniendo en consideración VA y VR se obtienen los siguientes tiempos parciales. tiempo para 1 carrera de trabajo

tA =

L VA

tiempo para 1 carrera en vacio

tR =

L VR

tiempo para 1 carrera doble

th =

L VA

tiempo para el número de carreras

th = (

L VA

+ +

L VB L . b ( VB S

.

i

Ya que para carreras cortas se tiene VA=VR, se puede efectuar el cálculo con Vm = 2.L.n Por tanto

th =

2.L Vm

b S

+

.

i

Sustituyendo la velocidad media de corte Vm=2.L.n se b.i th = obtiene: s.n

Vmax

Demostración tiempo de trabajo

=

trayecto avanzado velocidad de avance

S s´.s.n

th =

b

3. Resumen Para un número i de cortes se obtiene: th = 4. Ejemplo Una placa de acero de 430 mm de ancho ha de ser mecanizada en dos cortes con un avance de 2 mm y un número de carreras de 25 1/min. Calcule el tiempo-máquina.

buscado dado solución

L + L b.i ( VA VR ( s

th b = 430 mm b.i th = S.n

i =2

= 430 . 2 . mm. min 2 . 25 mm . 1 th = 17,2 min.

135

b b.i s' . = s . n

s = 2mm

th =

b.i s.n

n = 25 1/min

CEPILLADORA DE CODO CALOR Y TEMPERATURA Calor.- El calor es una forma de energía que reside en los cuerpos y proviene del movimiento vibratorio de sus moléculas. La cantidad de calor que posee un cuerpo, viene a ser la suma de las energías cinéticas (energía de movimiento) de todas sus moléculas. Su unidad es la caloría y para su medición se emplea el calorímetro. Efectos que causa el calor.- el calor causa: a) Variación de temperatura. b) Dilatación de los cuerpos. c) Cambio de estado físico. Cuando se suministra calor a un cuerpo, su temperatura aumenta, al mismo tiempo que aumenta sus dimensiones (se dilata). Esta propiedad se aprovecha para construir los termómetros, cuyo objeto es medir las temperaturas que alcanzan los cuerpos por efectos del calor. Temperatura.- Es una consecuencia del calor. Expresa el nivel o estado de calor de un cuerpo (no cantidad del calor). Estas características la apreciamos con el tacto. Su unidad de medida es el grado y para su medición se emplea el termómetro. Termómetros Un termómetro consta de un tubo de sección muy fina (tubo capilar), con un bulbo en uno de sus extremos y cerrado en el otro. En el interior del tubo se introduce generalmente alcohol o mercurio; la dilatación de estos líquidos nos indica la temperatura en una escala graduada sobre el tubo. Estos termómetros de alcohol o mercurio tiene una limitada aplicación, que va desde 144°C hasta 78°C el de alcohol y desde 39°C hasta los 357°C el de mercurio; fuera de estos límites se solidifican o se evaporan.

Hay también termómetros metálicos, que consisten en dos cintas de metales diferentes, soldadas entre si y enrolladas en espiral. 1

Uno de los metales se dilata mas rápidamente que el otro y la espiral tiende a desenrrollarse al aumentar la temperatura y a contraerse al disminuir la misma. Estos movimientos hacen girar la aguja que indica la temperatura en una escala.

Termómetro metálico

136

CEPILLADORA DE CODO Para medir las altas temperaturas, tales como el punto de fusión de los metales, se emplea el pirómetro óptico, el cual determina la temperatura por la intensidad de corriente que requiere el filamento de una lámpara patrón, para adquirir el brillo del objeto mirado. Mediante un reóstato se varía la intensidad de la corriente que pasa por el filamento y se consigue que el brillo del filamento sea igual al brillo del cuerpo. En este momento la temperatura de ambos es la misma.

P Filamento correcto

L R A

Filamento demasiado brillante

B

Pirómetro óptico

La corriente que pasa por el filamento se lee en un amperímetro y se determina la temperatura. Con instrumentos de este tipo se pueden determinar temperaturas comprendidas entre 600°C y 2500°C.

También se usan los pirómetros de Termocupla o Termopar, cuyo funcionamiento se basa en la producción de una corriente eléctrica por acción del calor. Consiste en dos alambres de metales diferentes soldados en uno de usos extremos y cuyos extremos libres se conectan a un milivoltímetro.

Al calentarse el par bimetálico, se produce una corriente eléctrica cuya tensión es proporcional a la temperatura; esta tensión se registra en el milimoltímetro que marca directamente la temperatura.

137

Filamento demasiado negro

CEPILLADORA DE CODO Escalas termométricas Las más importantes son: la escala Celcius o Centígrada, la escala Fahrenheit y la escala Absoluta o Kelvin. 0º C

Escala Celcius o Centígrada Para graduar un termómetro en esta escala se eligen dos temperaturas, determinadas como puntos fijos: a) La fusión del hielo, y Hielo

b) La ebullición del agua. A la primera se le asigna el número cero (0°C) y a la segunda el 100 (100°C). luego se divide el intervalo en 100 partes iguales: cada división es 1°C.

100º C 100º C

Escala Fahrenheit Esta escala da el valor de 32 a la temperatura de fusión del hielo y el valor 212, a la ebullición del agua. El intervalo entre dichas temperaturas se divide en 180 partes o grados (°F). la temperatura cero (0°) de esta escala corresponde a la fusión de una mezcla de hielo y sal de amoníaco. Relación entre la Escala Celcius y Farhenheit ºC

ºF

100

100 divisiones de la escala Centígrada equivalen a 180 divisiones de la escala Fahrenheit

180º

100º

0

138

CEPILLADORA DE CODO La escala absoluta o Kelvin Si bien en la vida diaria la escalas centígradas y Fahrenheit son las más importantes, en los estudios científicos se usa otra, llamada absoluta o de Lord Kelvin, por haberla inventado este físico Inglés. En la escala absoluta, al 0°C le corresponde 273°K; a los 100°C corresponde 373°K. Luego 1°C es igual que 1°K y al 0°C corresponde 273°C. En la escala centígrada se llama “cero” a la temperatura de fusión del hielo, simplemente por tener un punto de referencia, pero no indica que sea la menor temperatura posible, pues en esta escala se tiene temperaturas bajo cero o negativas. En cambio, la escala absoluta ha sido construida de modo tal, que el cero absoluto es la menor temperatura posible, no existen temperaturas negativas o bajo el cero absoluto. El pasaje de °C a °K o viceversa es muy sencillo, hasta sumar o restar 273 según el caso. Fig. 3

Conversiones de escalas termométricas Teniendo presente la relación entre la escala Celcius y Fahrenheit podemos establecer la siguiente proporción. 180 °F - 32 = 100 C Luego despejando tenemos: a) De °C a °F

b) De °F a °C

°F = °C1,8 + 32

°C =

Ejemplos a) Convertir 40°C a °F °F = 40 x 1,8 + 32 °F= 104 Respuesta: 40°C = 104°F b) Convertir 140 °F a °C 140 - 32 = 65 °C = 1,8 Respuesta: 149°F = 65°C 139

°F - 32 1,8

CEPILLADORA DE CODO Unidades de calor 15º C

16º C

1g Agua

Caloría (Cal)

Caloría es la cantidad de calor necesaria para que un gramo de agua varíe su temperatura en un grado centígrado.

Kilocaloría (K-cal)

Para variar la temperatura en un grado centígrado a un litro de agua (1,000 g), se necesitan 1,000 calorías. A esta unidad se le denomina Kilocaloría o Caloría grande.

B.T.U.

Si se toma una libra de agua para variar su temperatura en un grado Fahrenheit, se necesita un B.T.U. (Britísh Thermal Unit), que es la unidad térmica en el Sistema Inglés.

1

B.T.U.

=

252 Cal-g

=

0,252 K-CAL

Si se tienen iguales cantidades de diversas sustancias, la variación de temperatura no es igual para una misma cantidad de calor. Se elige por este una sustancia patrón como referencia, que es el agua.

140

CEPILLADORA DE CODO Calorímetros Son instrumentos que sirven para medir la cantidad de calor contenida en un cuerpo. Existen diversos tipos de calorímetros, pero a todos ellos pueden agregarse prácticamente en tres clases, teniendo en cuenta el principio en que basan su funcionamiento. a) Calorímetros de mezclas. b) Calorímetros de cambios de estado. c) Calorímetros eléctricos. De estos, el más común y con mayor variedad es el calorímetro de mezclas. Está constituido por un recipiente aislado térmicamente para evitar pérdida de calor, y dotado de una tapa a través de la cual se introducen un agitador y termómetro. Para determinar el calor específico de un cuerpo, se coloca dentro del recipiente una cantidad de agua cuya masa se determina previamente; el termómetro sumergido en ella mide su temperatura. Se mide una cierta masa de la sustancia cuyo calor especifico se busca, se la calienta a una determinada temperatura y se le echa dentro del agua del calorímetro, removiendo el agua con el agitador para que la temperatura sea uniforme. El termómetro señala un aumento de temperatura, hasta que finalmente se detiene al establecerse el equilibrio térmico. Se tiene entonces los siguientes datos: masas de la sustancia y del agua (m1, m2). Temperaturas de la sustancia y del agua (t1, t2) temperatura final de la mezcla. (t).

Calorímetro de mezcla

Dilatación de los sólidos y líquidos Se llama dilatación al aumento de tamaño que experimentan los cuerpos al aumentar su temperatura. La dilatación se produce debidoa que al calentarun cuerpo, aumenta la velocidad con que se mueven sus moléculas, las cuales se van separando unas de otras cada vez más, originando está separación el aumento del tamaño del cuerpo. La dilatación afecta a todos los cuerpos, cualquiera que sea su estado físico. Al calentar un cuerpo en estado sólido aumenta de tamaño, o sea se dilata. Si la dilatción del cuerpo se hace aumentando predominantemente su longitud, se dice que éste sufre una dilatación lineal. Si la dilatación del cuerpo afecta a su superficie, se dice que el cuerpo sufre una dilatación superficial. Cuando el cuerpo dilata en todo su conjunto, entonces se dice que sufre una dilatación cúbica. Aplicaciones de la dilatación de los sólidos El fenómeno de la dilatación de sólidos tiene muchas aplicaciones en la vida práctica. Así el zunchado de piezas para darles más resistencia y la colocación de llantas a una rueda son dos ejemplares de ellos. En ambos casos, el zuncho o la llanata se calientan, con lo que aumentan de tamaño y se pueda colocar. Después, a enfriar se contraen, y quedan comprimiendo al tubo o rueda, dándoles más consistencia. En otros casos, hay que prevenir los efectos de la dilatación para que no sea causa de perjuicios. Así en los hornos, se dejan unos espacios entre los ladrillos, llamados juntas de dilatación, para compensar el aumento de tamaño que va a sufrir el ladrillo al dilatarse. En las piedras de mármol al lado de una cocina de carbón, se deja una separación para evitar que al dilatarse la chapa de hierro de la cocina aprisione al mármol y lo rompa. 141

CEPILLADORA DE CODO Propagación del calor Múltiples ejemplos de la vida diaria nos enseñan que el calor pasa de unos cuerpos a otros y que siempre pasa del cuerpo más caliente, o sea del que está a una temperatura más alta, al cuerpo más frío. La propagación del calor de un cuerpo a otro se puede hacer en las formas siguientes: Por conducción, por convección, por radiación. Propagación del calor por conducción Se dice que el calor se propaga por conducción cuando va pasando a través del cuerpo de molécula a molécula. Es la forma usual de propagarse el calor en los cuerpos sólidos. Cuando cogemos una varilla de metal con la mano por un extremo y vamos calentando al otro extremo, el calor va avanzando molécula a través de la varilla, hasta que notamos el calor en el extremo donde está ala mano. Los cuerpos no conducen igualmente calor. Algunos, como los metales, son muy buenos conductores del calor. Otros como el corcho, la madera, la lana, son malos conductores del calor. Los líquidos en general conducen mal el calor, y los gases lo conducen aún peor. El vacío no conduce el calor, ya que hay moléculas que lo pueden transportar. Esta forma tan distinta de conducir el calor se aprovecha para múltiples fines prácticos. Así por ejemplo, los recipientes destinados a producir vapor (calderas, utensilios de cocina) se hacen metálicos con objeto de que conduzcan bien el calor hasta el líquido que está en su interior. La acción de una llama puede cortarse interponiendo entre ella y el objeto que se quiere calentar una tela metálica. El metal que compone la rejilla conduce tan rápidamente el calor que la llama, al faltar la temperatura se extingue. Los cuerpos malos conductores se emplean para protegerse del frío. Por ejemplo, en los países fríos las ventanas se construyen con doble vidrio; el aire que queda entre ambos cristales, muy mal conductor del calor, impide que salga el calor de la habitación y que éste se enfríe. Os abrigos se hacen de lana. Las botas para la nieve se forran de lana, algodón, etc. Propagación del calor por convección Es la forma de propagarse el calor en los fluidos (líquidos y gases). Se produce debido a que los fluidos calientes tienen menos densidad que los fríos. Debido a esta circunstancia, los líquidos y gases calientes tienden a subir, mientras que los fríos más pesados tienden a bajar. Se establecen unas corrientes llamadas corrientes de convección. La convección del agua puede observarse perfectamente echando un poco de aserrín en un recipiente transparente que contenga agua y calentándolo. Se ve en el matraz que las partículas de aserrín describen movimientos ascendentes a partir del centro del matraz que recibe el fuego, descendiendo luego por los bordes. Muchos fenómenos tiene su explicación en la propagación del calor por convección. La brisa del mar y tierra, los vientos periódicos, la calefacción central de los edificios, el tiro de la chimenea, son ejemplos de consecuencia o aplicaciones de la convección. Propagación del calor por radiación Cuando el calor pasa de un cuerpo a otro sin necesidad de la intervención de un medio transmisor; entonces se propaga por radiación. El cuerpo caliente emite ondas o radiaciones, que se van extendiendo por el espacio. La radiación del calor de un cuerpo, o sea la cantidad de calor que un cuerpo cede, depende de su temperatura, siendo proporcional a la cuarta potenvcia de su temperatura absoluta. La propagación del calor del sol hasta la tierra se hace por radiación. Análogamente, el calor de una estufa se propaga por radiación al medio que lo rodea. Cuando queremos calentarnos las manos no es preciso que toquemos con las manos el cuerpo caliente. Al aproximarlas, ya recibimos el calor por radiación. 142

CEPILLADORA DE CODO Ejercicios de representación de los sólidos Representaciones en perspectiva se denominan también proyecciones paralelas porque las aristas de enfrente se dibujan en forma paralela. Las perspectivas muestran tres vistas de una pieza. 1. Perspectiva caballera La perspectiva caballera es una perspectiva dimétrica no normalizada. Es la manera más simple de representar una pieza en tres dimensiones. La vista de frente se dibuja en escala, las aristas que dan la profundidad se reducen a la mitad y se dibujan a 45º. De las cuatro perspectivas posibles debe preferirse la primera. Esta muestra la pieza en vista de frente, superior y lateral izquierda.

2. Perspectiva dimétrica según DIN 5 En la perspectiva dimétrica las aristas horizontales de la vista de frente se dibujan con una inclinación de 7º. Las aristas que dan profundidad se reducen a la mitad y se dibujan a 42º. Los círculos aparecen como elipses en la vista superior y lateral. El dibujo exacto de una perspectiva dimétrica según DIN 5 sólo es posible sirviéndose de un ángulo de perspectiva. La ilustración adyacente muestra el dibujo improvisado de los dos ángulos de 42º y 7º en el papel cuadriculado. 3. Perspectiva isométrica según DIN 5 En la perspectiva isométrica se dibujan todas las longitudes en escala. Las aristas de la vista de frente se dibujan a 30º. Las aristas que dan la profundidad se dibujan (sin reducir) también en un ángulo de 30º. Para ello se usa la escuadra con ángulo de 30º. Los círculos se representan como elipses en las tres vistas. La ilustración adyacente muestra el dibujo improvisado del ángulo de 30º.

143

CEPILLADORA DE CODO Ejemplos de perspectiva dimetrica

1

2

3

4

5

6

144

CEPILLADORA DE CODO

Ejemplos de perspectiva isometrica

145

CEPILLADORA DE CODO Medio ambiente Es el mundo que nos rodea, en el cual vivimos y del cual tomamos las sustancias necesarias para la vida. Conjunto de factores con capacidad física y química para hacer posible la existencia de la vida. Elementos del medio ambiente: Aire, Agua, Suelo, Animales, Vegetales, Energía solar. El hombre y el medio ambiente Desde un inicio, el hombre ha influido y cambiado el medio ambiente con sus diferentes actividades, casi siempre de manera negativa. Para el hombre común el medio ambiente nunca ha sido objeto de preocupación. En tiempos antiguos la destrucción del medio ambiente solo fue local; el hombre pudo emigrar de lugares que fueron destruidos y encontró espacios vacíos con tierras fértiles. Hoy en día la alteración del medio ambiente ya no solo es local, sino global (en todo el planeta). Todo esto debido a la explotación exagerada de las diversas materias primas como el petróleo y algunos metales. Los disturbios en procesos que observamos en el medio ambiente, son consecuencias de no respetar los límites. Los rí os pierden su capacidad de autopurificación, la producción de alimentos están en peligro por la erosión de los suelos, las enfermedades pulmonares aumentan fuertemente por la emisión de gases de combustible de aire. Precisamente por la capacidad racional de construir y destruir, el hombre tiene que respetar reglas éticas como:

146

•

Reconocer y respetar el derecho a la vida de todas las especies animales y vegetales.

•

Respetar las leyes naturales desarrolladas durante millones de años para que la estabilidad y autorregulación en la tierra no se alteren.

•

Asegurar la diversidad de especies que forman la base de la estabilidad en la tierra.

•

Encontrar las soluciones viables a los conflictos entre el hombre y el medio ambiente que lo rodea, que permitan la coexistencia entre el ser humano y otras especies.

CEPILLADORA DE CODO Destrucción de la capa de ozono La capa de ozono, según investigaciones científicas, se esta reduciendo entre un 2% y 3% cada año. La disminución del espesor de la capa de ozono fue por mucho tiempo un misterio. Hoy por día parece probado que es debido al aumento de las emisiones del freón (Clorofluorocarbono o CFC.), un gas liviano que se usa como impulsor para los sprays de aerosol, como refrigerantes en los aparatos de aire acondicionado y frigoríficos, como disolventes para limpiar equipos electrónicos, para fabricar envases para las llamadas "comidas rápidas" y muchos usos más. Estos compuestos son muy estables por lo que su destructibilidad persiste y, cuando salen de algunos de los materiales nombrados anteriormente, son arrastrados lentamente hasta la atmósfera. Allí, al ser bombardeado por los rayos ultravioleta, finalmente se descomponen y liberan al verdadero asesino del ozono: el cloro; el cual danza con las frágiles moléculas de ozono, a las que destruye y de las que luego se aleja intactas. Una molécula decloro puede continuar de este modo por más de un siglo, destruyendo así a 100,000 moléculas de ozono. Y, en el futuro existe un riesgo de destrucción importante, por el posible aumento del cloro en la estratósfera. ¿Los contaminantes son causa natural o humana? Existen compuestos naturales sobre la superficie terrestre que contienen cloro, pero ellos son solubles en agua, por lo que no pueden alcanzar la estratósfera. Grandes cantidades de cloro (en forma de cloruro de sodio) son evaporadas de los océanos, pero son solubles en agua por lo que son atrapados por las nubes y vuelven a bajar en gotas de agua, nieve o hielo. Otra fuente de cloro es el de las piscinas, pero este cloro también es soluble en agua. El cloruro de hidrógeno, producto de las erupciones volcánicas es un claro ejemplo de un contaminante natural, pero este cloro es convertido en ácido clorhídrico, el cual es soluble en agua por lo que no alcanza la estratósferas. Consecuencias de la destrucción de la capa de ozono Al disminuir la capa de ozono, incrementa la radiación UV-B, trayendo como consecuencias: * Inicia y promueve el cáncer a la piel maligno y no maligno. * Daña el sistema inmunológico, exponiendo a la persona a la acción de varias bacterias y virus. * Provoca daño a los ojos, incluyendo cataratas. * Hace más severas las quemaduras del sol y avejentan la piel. * Aumenta el riesgo de dermatitis alérgica y tóxica. * Activa ciertas enfermedades por bacterias y virus. * Aumentan los costos de salud. * Impacta principalmente a la población indígena. * Reduce el rendimiento de las cosechas. * Reduce el rendimiento de la industria pesquera. * Daña materiales y equipamiento que están al aire libre. Preservar la capa de ozono para salvar la vida A veinticinco kilómetros sobre la tierra una capa de gas, del espesor de una suela de zapato, salva todos los días la existencia de los seres vivos que habitan el planeta Tierra, de los efectos mortales de los rayos ultravioletas provenientes del Sol. Si bien la destrucción de la capa de ozono es un problema persistente, que aún es motivo de preocupación, las acciones tomadas por la comunidad internacional para aliviar la situación también son un ejemplo de movilización de las palabras a los hechos. Desde la firma del Protocolo de Montreal, los países desarrollados han disminuido su consumo de substancias destructivas de la capa de ozono, en un 75%. En los países en desarrollo se realizan proyectos para eliminar 50 mil toneladas de estas substancias. 147

CEPILLADORA DE CODO

HOJA DE TRABAJO

1.-

¿Qué importancia tiene los calzos escalonados como accesorios de la cepilladora?

2.-

¿En qué casos se utilizan las gatas como accesorios de la cepilladora?

3.-

¿Cómo se detiene el valor de cada división del anillo graduado en la cepiladora?

4.-

¿Cómo se determina el número de divisiones por avanzar en el anillo graduado?

5.-

Determine con el calibrador vernier el paso del tornillo del portaherramienta

6.-

Determine con el calibrador vernier el paso del tornillo con que se desplaza la corredera?

7.-

¿Definir lo que es el acero?

8.-

¿Cómo se clasifican los aceros según su composición?

9.-

Además del esmeril, porqué otro medio se reconocen los aceros.

10.- Además del pirómetro de que otro medio práctico nos valemos para controlar la temperatura del acero caliente 11.- Con qué finalidad se usan los medios de enfriamiento. 12.- Para qué se tiempla los materiales de acero. 13.- En qué consiste el temple 14.- En qué consiste el revenido 15.- ¿Qué etapas principales se consideran en el tratamiento térmico?

148

CEPILLADORA DE CODO HOJA DE TRABAJO 1-3 1,0 0,75

Ejercicios

sin

co

0,5 0,25

Funciones Trigonométricas

s

1. Calcule para los ángulos dados los valores de las funciones correspondientes al sena y cosa : a) 45º b) 25º20´ c) 23º43´ d)76,40º

0

4

2. Busque los valores de las funciones por medio de la tabla de ángulos: a) sena=0,342 b)cosa=0,342. ¿Qué relación existe entre estos dos ángulos?

l

a 3. Busque los valores de las funciones en la tabla de ángulos: a) tana=0,3411 b) cota=0,3411. ¿Qué relación existe entre estos dos ángulos?

11 d2

4. Un acero angular de alas iguales de 60 x 60 x 6 ha de ser cortado en un ángulo de chaflán de 60º. Calcule la longitud del canto de corte. 5. Calcule el ángulo de inglete para los esfuerzos diagonales de una puerta rectangular de 1,2 x 1,8 m.

a

perímetro

6. De un acero redondo de 65 mm se quiere fresar un cuadrado de arista viva. Calcule la distancia entre caras.

12-13

7. Calcule para un embudo de 80 mm de diámetro y 120 mm de altura el ángulo del embudo. d

8. ¿Qué ángulo corresponde a la inclinación de cuña 1:10? la

a

9. Un cono truncado de 120 mm de longitud tiene diámetros de 40/60 mm. ¿Cuál es el ángulo de inclinación?

14

h

a

H

10. Calcule el ángulo de la pendiente de un letrero que indica “declive de 10%” 11. ¿Qué ángulo de inclinación tiene una rosca M 22?

L

12. Calcule la longitud de corte de una punta de broca con un ángulo de punta de 118º.

15

b

a

H

13. ¿Qué longitud de filo cortante corresponde a una broca en espiral de 30 mm con un ángulo de punta de 118º?

l

14. A 120 m de distancia de una torre recta se mide, a la altura de ojo de 1,5 m a la punta de la torre un ángulo de 40º. Calcule la altura de la torre. 15. Se quiere calcular el ángulo de las diagonales en el espacio de un cuerpo prismático de 120x80x160 mm respecto a la base. 149

CEPILLADORA DE CODO

HOJA DE TRABAJO

1.-

Dibuja el cuerpo en perspectiva dimétrica. Elige 4 posiciones diferentes. Usa las medidas de la imagen.

2.-

Dibuja representaciones isomé- tricas del cuerpo 4 diferentes posiciones. Usa las medidas de la imagen oblicua.

3.-

Dibuja en cualquier forma de representación 4 posiciones diferentes. Usa las medidas de la imagen oblicua.

150

CEPILLADORA DE CODO

HOJA DE TRABAJO Representar los siguientes sólidos en perspectiva isometrica

1

4

2

5

6

3

151

CEPILLADORA DE CODO

BIBLIOGRAFÍA

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: Limadora "Curso Básico y Curso Avanzado" Manuales Experimentales.

CEAC

: Enciclopedia del Delineante Técnico

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: Tecnología Mecánica (UDA 16)

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: Cálculo en el Cepillado (UDA Nº 04)

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: Trabajos de Limado, cepillado, mortajado y brochado.

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: Máquinas Herramientas 1, Limado, brochado.

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: Cepillado, mortajado y brochado de los metales Fasc. 5

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: Matemática Aplicada para Técnica Mecánica.

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: Tecnología del Taller Mecánico 2.

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: Tecnología fundamental para el trabajo de los metales,

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CÓDIGO DE MATERIAL 0248

EDICIÓN JUNIO 2004