Afiladora Universal

MAQUINA RECTIFICADORA AFILADORA UNIVERSAL DE HERRAMIENTAS DE CONFORMADO POR ARRANQUE DE VIRUTA

La afiladora de herramientas universal constituye una familia amplia y diversa de máquinas-herramienta cuya función fundamental es el afilado rectificado de corte en acero rápido. Los modelos de afiladora de herramientas universal difieren de forma considerable en lo que a sus dimensiones respecta pero todas comparten los mismos principios mecánicos en cuanto a su funcionamiento. Dispuestas en una bancada o un gran bastidor las piezas a procesar son sometidas a abrasión mediante muelas de diverso formato calibre y propiedades físicas. Estas máquinas no arrancan virutas sino que aplican un intenso rozamiento abrasivo. Así el acabado de las superficies trabajadas es mucho más fino y preciso que el resultante en los procesos de mecanizado mediante tornos taladros y equipos de corte de planchas. Capaz de afilar una gama muy amplia de herramientas en acero rápido como:       

Buriles para torno. Cortador rotatorio de metales fresa espiral, Sierra para ranurar metales, Cortadoras cilíndricas, Fresa de disco, Cortadora involuta de engranajes, Brocas, machos etc.

CARACTERISTICAS - Altura de puntas. -Distancia máxima entre puntas - Distancia del cabezal portapieza y contrapunta. -Superficie de mesa de trabajo. - Giro de la mesa en los dos sentidos. - Carrera longitudinal. - Carrera transversal de la mesa. - Carrera vertical del cabezal portamuela. - Giro del cabezal portamuela. - Altura máxima del cabezal portamuela a la mesa de trabajo.

- Velocidad del cabezal portamuela.

ACCESORIOS ADICIONALES Estas máquinas, generalmente, tienen como accesorio normal: sistema de refrigeración y un sistema de fijación de punto a punto un mandril de sujeción. Estos accesorios adicionales fijan y posicionan adecuadamente las herramientas cilíndricas, cubicas y cónicas. Son utilizados en los casos de herramientas que requieren precisión en su concentricidad; con herramientas largas o cuando por su forma y dimensión necesitan montarse en piezas auxiliares y a su vez entre puntas.

DESPLAZAMIENTO DE LA MUELA PARA OBTENER ANGULO DE INCIDENCIA Es el posicionamiento adecuado de la superficie de trabajo de la muela en relación a la herramienta para rectificar la superficie de incidencia en determinado ángulo. El desplazamiento de la muela es indispensable en el caso de no ser posible dar movimiento a la herramienta en sentido angular; debido a su fijación o posicionamiento y también en los casos de herramientas con superficies de incidencia pequeña y ángulos muy precisos, siendo imposible obtener una coincidencia exacta entre la línea de referencia y el anillo o sector graduado del accesorio. Este proceso puede aplicarse cuando la herramienta se afila con muela tipo copa.

Para calcular el desplazamiento, se debe conocer el diámetro de la muela o de la herramienta y el ángulo de incidencia.

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CALCULO PARA EL DESPLAZAMIENTO DE LA MUELA

Se determina el desplazamiento de la muela, aplicando la siguiente fórmula:

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CALCULO PARA EL DESPLAZAMIENTO DE LA HERRAMIENTA

Se obtiene el desplazamiento circular de la herramienta, por medio del desplazamiento del cabezal portamuela, cuando el soporte de lámina que sostiene la herramienta está fijo al cabezal portamuela. En este caso, la distancia "H" de desplazamiento del cabezal está en función del diámetro de la herramienta. Este desplazamiento se obtiene aplicando la siguiente fórmula:

PROCESOS AFILADO DE HERRAMIENTAS COMUNES UTILIZADAS EN EL MECANIZADO 

AFILADO DE UN ESCAREADOR

Un escariador es una herramienta cilíndrica de corte empleada para conseguir agujeros con una precisión elevada, normalmente de tolerancia H7. Llevan talladas unas ranuras y dientes a lo largo de toda su longitud, que suelen ser rectos o helicoidales.

El afilado de los escariadores, que consiste teóricamente en operaciones muy simples, resulta prácticamente muy delicado, por el hecho de las precauciones que se deben tomar para respetar el grado de precisiones indispensables para su buen funcionamiento. Prácticamente dado el desgaste importante en despulle constatado después de la utilización, la operación de mantenimiento consiste en un retoque del perfil y del destalonado sobre una máquina de destalonar. Los métodos de afilado difieren con los tipos de escariadores. -Escariador máquina. - Escariador manual. - Escariador expansible y extensible. - Escariador cónico de labio continuo (acabado). - Escariador cónico con entallas (desbaste). El afilado efectuado sobre máquinas universales consiste únicamente en un retoque de la entrada.  

Rectificación del cono de entrada (15°, 30° o 45°). Retoque destalonado de la entrada (6 a 10°) dejando subsistir un testigo de rectificado de 0.1 a 0.2 de ancho.

ESCARIADOR MANUAL DE DENTADURA FIJA. El afilado consiste únicamente en un retoque del bisel delantero de los labios de trabajo.

ESCARIADO EXPANSIBLE (Expansión en la extremidad).

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Expansión a un diámetro superior de 0.1 a 0.2 a la cota de rectificación. Rectificación exterior al diámetro y a la tolerancia requerida. Destalonado de los listeles dejando subsistir un testigo de 0.1 a 0.2. Rectificación de la entrada cónica (15°, 30° Y 45). Destalonado de la entrada (6 a 10°) dejando subsistir un testigo de 0.1 a 0.2.

ESCARIADO EXTENSIBLE (Expansión en medio del escariador). Gama de afilado:

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Expansión a un diámetro superior de 0.1 a 0.2 a la cota de rectificación. Rectificación exterior a un diámetro inferior de 0.03 a 0.05 a la cota requerida. Retoque bisel si es necesario. Destalonado de los cordones dejando subsistir un testigo cilíndrico de 0.1 a 0.2 Rectificación de la entrada al ángulo requerido.

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AFILADO DE FRESAS

Las fresas son piezas giratorias para el mecanizado de materiales y constituyen las herramientas principales de las fresadoras. Se construyen generalmente en acero rápido, pero, dado el elevado costo de este material, las fresas de mayor tamaño poseen un cuerpo de acero de construcción y en la parte cortante tienen incorporadas cuchillas (o dientes) de acero rápido.

La forma constructiva de las fresas de acero rápido permite que cuando los filos de corte están desgastados puedan ser afilados nuevamente mediante unas máquinas de afilar diseñadas para esta tarea. Una fresa, sea del tipo que sea, únicamente rendirá el máximo si todos sus dientes cortan virutas iguales. Para ello, es indispensable que se respeten los valores de los ángulos de corte. El afilado correcto de una fresa siempre es difícil de realizar. Exige buenas máquinas afiladoras y una mano de obra especializada. Si la fresa trabaja por su periferia, debe ser perfectamente concéntrica con su eje de giro (tolerancia máxima 0.04 mm sobre el diámetro). Si trabaja frontalmente (fresa de dos cortes), las extremidades de los filos deben estar situados en un solo plano perpendicular al eje (tolerancia máxima 0.04 mm).  

Afilado con muela periférica: cara de incidencia cóncava. Afilado con muela frontal: cara de incidencia plana.

El ángulo A de incidencia primario debe ser lo suficientemente grande para evitar el destalonado y las vibraciones. Se deben poder hacer el máximo de afilados sin perjudicar el destalonado con la faceta de incidencia, a pesar de que la anchura de ésta aumenta con los sucesivos afilados.

El ángulo A no debe ser excesivamente grande porque de lo contrario el filo se embotaría muy rápidamente. Debe variar lo mínimo posible a lo largo de la cara de incidencia, con el fin de evitar el destalonado de su parte posterior. Los filos de los dientes de las fresas que trabajan periféricamente

deben afilarse rigurosamente rectilíneos si se trata de dientes rectos, o según una hélice en el caso de fresas helicoidales. El ángulo de incidencia principal o primario es el ángulo formado entre la superficie de incidencia y el plano de corte y se mide en un plano perpendicular a la superficie de referencia (plano de referencial) y al perfil de la arista cortante. Su valor es siempre positivo para asegurar la acción de corte de las herramientas, puede ser de 2° a 10°, en función de 105 siguientes elementos: material trabajado y material de la herramienta.

El ángulo de incidencia secundaria o contra-incidencia se determina en relación a la incidencia principal, con valor de hasta 20° aproximadamente. Su finalidad es aumentar el espacio para alojar las virutas que se pudieran acumular durante el corte y facilitar el afilado de la herramienta.

FRESAS DE CORTE FRONTAL El esfuerzo producido en estas fresas, por el corte lateral y frontal es simultáneo y muy grande; por lo tanto, en la mayoría de los casos es necesario efectuar un chaflán adicional en los dientes para evitar que los mismos se quiebren y a la vez obtener mejor terminación. Otra posibilidad es afilar los dientes con una parte de la arista de corte recta (1.6 a 3.2 mm.) y ángulo frontal, o también puede hacerse un chaflán adicional en la parte recta cuando la superficie trabajada queda con señales de vibración.

Estas herramientas son tratadas en forma similar a otras, por lo tanto los ángulos de la tabla siguiente son recomendados como aproximados. Ángulo de incidencia primario recomendado Ángulo de incidencia primaria (grados)

FRESAS DE PERFIL CONTANTE (PERFIL NORMAL E INCLINADO) Las fresas cilíndricas de perfil constante tienen, una arista de corte con forma, que permite obtener una superficie de generatriz constante. Todas estas herramientas (fresas) se afilan exclusivamente en la superficie de ataque que siempre es plana y limitada por la arista de corte. En estas herramientas, las superficies de incidencia siguen una espiral de Arquímedes.

Efectuado el afilado la superficie de ataque queda limitada por una nueva arista de corte idéntica a la anterior lo que da origen al nombre de herramientas de perfil constante. Se clasifican por poseer o no inclinación de la superficie de ataque; cuando esta es nula se denomina de perfil normal y cuando tiene inclinación se les llama de perfil inclinado. En este caso el ángulo de inclinación de la cara de ataque (inclinación efectiva) es igual a cero en todos los puntos de la arista. Este perfil normal es igual a la sección radial de la pieza a producir.

Para que el perfil constante se mantenga con los sucesivos afilados es necesario conservar el ángulo de inclinación con valor cero, y para esto la muela debe quedar en posición radial. 

AFILADO DE HERRAMIENTAS HELICOIDALES (BROCAS)

Son las herramientas o útiles de trabajo de las máquinas taladradoras. Son útiles de acero al carbono aleado con dos ranuras en hélice que determinan su forma básica y que permiten la evacuación de las virutas y la llegada de refrigerante a los filos durante el taladrado. El afilado de las brocas es de gran importancia para asegurar un trabajo correcto. El ángulo de la punta debe ser normalmente de 118°, sin embargo para el taladrado de materiales muy duros se debe hacer más obtuso y para materiales blandos más agudo. Según el material que se trabaje y el tipo de orificio que vaya a realizarse, se utilizará una u otra broca. Existen en el mercado infinidad de variedades, según su aplicación en metales, hormigón o madera. Es conveniente hacerse con un juego completo con distintos diámetros para cada tipo de superficie.

DIFERENTES TIPOS DE AFILADOS REALIZADOS 

Afilado Normal.

Consiste únicamente en un afilado de la extremidad (ángulo de punta y ángulo de despulle periférico). 

Afilado Corte "MORSE"

Afilado utilizado en el caso de taladros profundos y para el afilado de brocas de diámetro pequeño (0 2 a 4 mm.). Consiste en un afilado normal completado por un retoque sobre la parte trasera de la cara despullada (más o menos la mitad)

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Afilado Rompe-Virutas.

En ciertos casos de utilización, el desenvolvimiento de las virutas en espiras largas plantea el problema de su evacuación y de la lubricación de la broca. Con el fin de facilitar la rotura de la viruta, se realizan ranuras rompe virutas decaladas sobre las dos caras del ángulo de punta (Operación efectuada manualmente).

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Afilado de las Brocas de Centrar.

El afilado consiste en un retoque sobre la punta del pequeño diámetro (operación manual). En caso de deterioro del cono de 60°, el retoque completo no se puede hacer, ya que este resulta demasiado costoso en relación con el precio de una herramienta nueva.

Elementos de corte:     

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Ángulo de la punta. Es el ángulo determinado por los dos filos principales. Filo transversal. Es la línea de unión de los fondos de las ranuras en el vértice de la punta. Labios cortantes. Filos principales comprendidos entre el filo transversal y la periferia. Superficies de afilado del labio.  Las que dan lugar a los filos principales o labios. Fajas-guías.  Estrechas superficies que en los bordes de ataque sobresalen para impedir que toda la superficie de la broca roce en el interior del agujero. Ángulo de inclinación de la hélice.   Ángulo formado por el borde de ataque con el eje de la broca. Ángulos de filo.- desprendimiento e incidencia.

ANGULOS DE AFILADO El ángulo del cono de la punta de la broca así como el ángulo de destalonado, deben variar según las características de la pieza a mecanizar.

REFRIGERACIÓN Y LUBRICACIÓN El taladrado requiere buena refrigeración y lubricación, en primer lugar porque los filos de la broca trabajan dentro del taladro y no es fácil la evacuación del calor producido y es tanto más difícil cuanto más profundo es el orificio. Por otra parte también la lubricación es necesaria para facilitar la salida de las virutas por las ranuras de la broca y la superficie del agujero. LOS REFRIGERANTES-LUBRICANTES A EMPLEAR EN EL TALADRO     

Aceros duros: Trementina. Petróleo. Aceites solubles. Aceros dulces: Aceites solubles. Fundición de hierro: En seco. Aluminio: Agua de sosa. Latón: En seco.

DEFECTOS EN EL TRABAJO DE LAS BROCAS MAL AFILADAS -Filos de Longitud desigual diámetro del agujero producido es mayor que la broca. -Filos desiguales y ángulos de corte distintos, el agujero resulta excesivamente grande la broca oscila. -Ángulos de cortes desiguales punta descentrada, solo corta uno de filos, la broca trabaja desequilibrada y tiende a oscilar. -Comienzo del agujero descentrado. -Corrección por medio de ranura realizada con una uñeta.

-Comienzo del agujero corregido. -Comprobación de ángulos de los filos. -Medición de las alturas de los filos. 

AFILADO DE BURILES (CUCHILLAS PARA TORNO)

Se denomina buril a una herramienta manual de corte o marcado formada por una barra de acero templado terminada en una punta que sirve fundamentalmente para cortar, marcar, ranurar o desbastar material en frío mediante proceso de arranque de viruta metálica en el torno paralelo. Los buriles para tornear se fabrican generalmente de materiales como: acero de alta velocidad, aleaciones con vanadio, cromo, níquel, Carburos cementados, cerámicos. Las propiedades que poseen estos materiales son diferentes, y la aplicación de cada uno depende del material por mecanizar y del estado del torno.

El afilado correcto de los buriles (o cuchillas) de corte es uno de los factores más importantes que deben ser tomados en consideración para mecanizar los metales en las máquinas. El buril de corte debe estar correctamente afilado, de acuerdo con el tipo particular de metal que va a ser torneado y debe tener un filo adecuado para cortar exacta y eficientemente. Para obtener buriles de corte correctamente afilados, debe prestarse atención especial a los ángulos que forman las aristas cortantes. ANGULOS OBTENIDOS

El afilado correcto, técnico y adecuado de un buril depende de los ángulos de incidencia y de ataque que deben de afilarse en la herramienta. 

El ángulo del filo del corte frontal:  es el que forma la arista cortante y una línea perpendicular al costado de la herramienta, este ángulo puede variar entre 5 y 30 grados dependiendo el tipo de corte y el acabado superficial deseado.

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El ángulo de incidencia lateral:  es el formado en el flanco de la herramienta, debajo de la arista cortante. Este ángulo generalmente va de 6° a 10°. El claro lateral en un buril cortador permite que la herramienta avance longitudinalmente hacia la pieza de trabajo giratoria.

El ángulo de incidencia frontal: es el que se tiene debajo de la nariz y la parte inferior del buril lo que permite a la herramienta de corte penetrar la pieza de trabajo.

El ángulo de ataque lateral: es el que se forma en la cara a partir de la arista cortante. La inclinación positiva de ataque:  es donde la punta de la herramienta de corte y el filo entran en contacto primero con el metal, hacen que la viruta se mueva hacia abajo por la cara del cortador. La inclinación negativa de ataque : es donde la cara de la herramienta hace contacto con el metal a cortar originando que la ruta sea forzada hacia arriba por la cara del buril. Angulo de ataque positivo:  es considerado como el mejor para la eliminación eficiente del metal.

Filos de las herramientas:

Filo principal: Es el que se encuentra en contacto con la superficie desbastada y trabajada. Filo secundario: Por lo regular se encuentra junto al filo primario y se utiliza para evitar la fricción de la herramienta con la pieza. La suma de los ángulos alfa, beta y gama siempre es igual a 90°

AFILADO DE BURILES EN LA AFILADORA UNIVERSAL

A las herramientas de cuerpo prismático para realizar su afilado es necesario ajustarlo y centrarlo con un sistema de prensas hacia la cuchilla; también sirve para fijar piezas que requieren la rectificación de superficies planas, perpendiculares u oblicuas. Es un accesorio que presta gran utilidad, pero no consta como elemento de la rectificadora afiladora universal, sino como accesorio.

Tuerca de sujeción de soportes intermedios. 2. Tornillo de fijación. 3. Tornillo de fijación para fijar posición longitudinal del dispositivo en relación con la muela. 4. Empuñadura para dar movimiento de vaivén (adelante-atrás) al dispositivo. 5. Husillo micrométrico para dar profundidad (acercar herramienta a la muela). 6. Brida de sujeción de la herramienta. 7. Soportes intermedias. 1.

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Características

Estas prensas de la afiladora universal se caracterizan por su desplazamiento angular ajustable en tres planos, por esta condición reciben la denominación de prensa con articulación universal. Dentro de las características se tiene en cuenta la capacidad máxima de fijación, el ancho de las mordazas y la altura de la prensa. Ventajas Permite posicionar la pieza o herramienta, con gran rapidez, por ser ajustable en tres planos, es posible afilar cualquier tipo de herramienta prismática sin retirarla de la prensa, manteniendo, por consiguiente mayor precisión entre las superficies rectificadas. 

PIEDRA MANUAL DE AFILAR Es una piedra abrasiva que varía de largo, forma, tamaño de sus granos y dureza. Sirve para completar manualmente, el afilado de las aristas de corte en las herramientas, después de la rectificación, como también para quitar rebabas o completar la terminación en superficies de piezas, que debido a su forma, posición o condiciones inadecuadas, no es posible realizar con una herramienta común. 

Constitución

Es formada por gran cantidad de granos abrasivos unidos entre sí por medio de material aglomerante. Se clasifican según el tamaño de los granos que la componen y puede ser fino (A), medio (G), o grueso (GC) de acuerdo con el material abrasivo empleado.

PARA DETERMINAR EL TIPO Y EL VALOR DEL ÁNGULO DE ATAQUE DEBE CONSIDERARSE    

La dureza del material a cortar El tipo de operación de corte (continuo o interrumpido) El material y forma de la herramienta de corte. a resistencia al borde del corte.

En el cuadro siguiente se presentan algunos valores de herramientas de acero rápido y de metal duro, con el ánimo de diferenciar sus valores.