RECTIFICADORA
Las maquinas rectificadoras utilizan muelas abrasivas como herramientas, y su función es la de dar a las piezas preparadas con herramientas corrientes, una forma y dimensiones contenidas entre unos limites de tolerancia muy estrictos. También se emplean para eliminar pequeñas deformaciones superficiales nacidas de los tratamientos térmicos en piezas ya elaboradas, por medio de herramientas en las que por este motivo hay que dejar una ligera sobredimensión.
Las rectificadoras son maquinas muy sencillas, pero dada la gran precisión que se les exige, han de ser de construcción muy esmerada y con bancada muy pesada para evitar vibraciones.
RECTIFICADORAS UNIVERSALES:
Consta de una bancada muy solida, sobre la que puede deslizarse la mesa que lleva el cabezal portapiezas y el contracabezal.
• El cabezal portapiezas, lleva un motor para la rotación de la pieza, y puede girar alrededor de un eje perpendicular a la mesa para permitir rectificar piezas muy cónicas. El arrastre de la pieza puede ser a través de bridas o por medio de un mandril autocentrante.
• La mesa, además de deslizarse en sentido longitudinal sobre la bancada, puede inclinarse ligeramente para rectificar piezas de poca conicidad.
• El cabezal portamuelas puede deslizarse sobre guías normales a la bancada, además de ser orientable para rectificar piezas muy cónicas.
RECTIFICADORA DE DOS SUPERFICIES DE REVOLUCIÓN
El rectificado de superficies de revolución es más variado, y se obtiene tanto en superficies internas como externas ya sean estas cilíndricas, cónicas o de forma al igual que superficies planas de revolución.
Para maquinar una superficie de revolución se requieren movimientos diferentes a los del rectificado plano, pues para obtener la totalidad de la pieza ya no se usa movimientos longitudinales en el eje y sino un movimiento de giro en este mismo eje que para la rectificadora de las superficies de revolución esta normalizado como eje z, que permita llegar con la muela a toda la periferia, el avance ya no será transversal en el eje z y la profundidad será el acercamiento de la muela en el eje perpendicular que en esta rectificadora de denomina x. la altura entre los centros de giro de la muela y pieza por repartición de fuerzas debería ser la misma, siendo así innecesario algún movimiento sobre este eje denominado Y.
El rectificador de interiores requiere los mismos movimientos, sencillamente una acceso de la muela a la superficie.
Finamente el rectificado de superficies planas de revolución que erróneamente se hacen en rectificadora plana contra de lo que la técnica exige para poder garantizar la relación entre el plano y el eje, de giro, se logra con la acción de una muela frontal, también existen formas modernas para hacerse con una muela de acción cilíndrica.
Para hacer los rectificados antes mencionados de maquinas diferentes para cada caso, como lo son las rectificadoras de superficies externas de revolución.
Rectificadora para superficies internas de revolución donde varia la disposición del cabezal, finalmente la rectificadora sin centros para cuando la relación longitud/diámetro es demasiado grande y existe el peligro de flexión.
Las rectificadoras de exteriores e interiores mostradas anteriormente se suelen agrupar en una sola que reciben el nombre de rectificadora universal para superficies de revolución o simplemente el de rectificadora universal
El análisis de esta maquina se facilita descomponiéndola, como primera medida se tiene una bancada sobre la cual van montados todos los demás elementos que garantiza gran parte de la precisión geométrica.
Cuando la superficie a maquinar requiere de ángulos pequeños para obtener superficies cónicas de revolución es indispensable romper esta perpendicularidad entre los ejes X y Z inclinando el último pero manteniendo la perpendicularidad de los movimientos, estos se obtienen inclinando la pieza con respecto al eje Z. para maquinar piezas cilíndricas de revolución se deberá alinear la mesa, con este eje con ayuda de elementos especiales de medición como el indicador de caratula con apreciación de micras.
Finalmente el cabezal que va montado sobre las quías a lo largo del eje x que permitirá el movimiento de profundidad de corte. Este cabezal por tratarse de una maquina universal tiene tres posiciones, una para rectificado de superficies externas con una muela de acción cilíndrica y con gran diámetro, una para el maquinado de superficies planas de revolución con una muela de acción cilíndrica y menor diámetro y finalmente la posición para el maquinado de superficies internas de revolución.
La bancada a al igual que en la rectificadora plana es una base que contiene el sistema hidráulico para el movimiento en Z, que en este caso será el avance y el sistema generalmente mecánico accionado eléctricamente a través de un sistema de engranajes para el movimiento en x en este caso será la profundidad de corte.
Para el rectificado de superficies externas de revolución la muelas se monte sobre la punta cónica normalizada a la izquierda del huesillo para le rectificado de superficies planas se usa la punta cónica al otro extremo y para el maquinado de superficies internas el cabezal tendrá un montaje en el cual toma el movimiento del mismo motor a través de poleas con una relación de multiplicación para alcanzar las velocidades angulares requeridas, que son del orden de las 50.000 revoluciones.
Cuando la velocidad angular es demasiado alta para poder obtener la velocidad de corte recomendada, es necesario de implementar sistemas especiales de lubricación de los apoyos tales como el baño sumergió de aceite o neblina permanente del mismo.
Algunos ejemplos de huesillos para rectificados de interiores, siendo el primero de ellos empleado en las rectificadoras y los montajes independientes para el rectificado manual o en otra maquina.
El movimiento de avance para el rectificado de superficies de revolución es el equivalente desde el punto de vista maquina al avance longitudinal de las rectificadoras de superficies planas y se lleva acabo a través de un sistemas hidráulico como el descrito en las rectificadoras planas y operado por topes mecánicos o impulsos eléctricos dependiendo de la longitud de la pieza de trabajo. La pieza de trabajo se monta sobre la mesa en un dispositivo que la soporta y la hace girar llamado cabezal.
El eje di giro deberá esta en paralelo a las guías de desplazamiento de avance para que la superficie de revolución sea cilíndrica de lo contrario se producirá una conicidad que no de requerirse deberá ser corregida. Ya que las rectificadoras de superficies de revolución que genera también superficies cónicas, el eje de giro deberá poderse inclinar a voluntad según la necesidad, para lo cual la mesa será inclinable en el plano horizontal de más o menos ocho grado pudiendo así maquinar piezas pequeñas.
El movimiento de giro de la pieza desde el punto de vista proceso equivalente al movimiento de avance longitudinal del rectificado plano, se logra por medio de un cabezal portapieza, el cual no es otra cosa que una carcaza montada sobre la mesa con un husillo semejante al cabezal principal del torno, sobre el cual se monta la pieza ya sea con un mandril, con una boquilla so soportada entre la copa y el punto o boquilla o soportada entre copa y punto o boquilla y punto según requiera.
El movimiento de giro se obtiene por medio de un motor corriente continuo para abarcar un intervalo amplio de velocidades de giro, y en caso necesario este podrá ampliarse por medio de transmisiones con poleas.
El cabezal protepiezas va acompañado de un contrapunto para cuando se requiera soportar piezas entre puntos y de lunetas fijas para enviar la flexión de a pieza de trabajo en casos necesarios.
Cuando se requiere maquinar cono de mayor conicidad a la alcanzable con la inclinación de la mesa es posible inclinar le cabezal libremente pero sujeción de la pieza ya no es posible entre pieza ya no es posible entre puntos.
El movimiento de profundidad de corte es automático y depende del avance y según sea el diseño de la maquina, podrá hacerse después de cada inversión o de cada doble inversión del movimiento de avance y aun programando tiempos de espera en la inversión para garantizar precisión dimensional y disminuir al máximo el rechazo que necesariamente ejerce la herramienta sobre la pieza cuando se profundiza.
Finalmente para el rectificado de superficies planas de revolución se emplea el dispositivo de rectificado de interiores con una muela de acción frontal o se gira el cabezal empleando una muela de acción cilíndrica pero son pocas las maquinas que tienen esta flexibilidad.
MUELAS ABRASIVAS
Desde tiempos muy remotos se han empleado muelas abrasivas para afilar armas y herramientas cortantes, así como para pulir objetos, pero únicamente desde 1890 se utilizan como una maquina herramienta propiamente dicha, para terminar, con límites de tolerancia muy estrechos, las piezas confeccionadas en otras maquinas: esto fue posible únicamente a partir de la aparición de los abrasivos sintéticos.
Actualmente se pueden trabajar económicamente a la muela los materiales ferriticos. Aleaciones de cobre, aleaciones ligeras, materiales plásticos, madera, mármol, corcho, vidrio y piezas templadas o endurecidas superficialmente. No se pueden trabajar con muelas los metales muy blandos porque la embotan.
Las muelas están formadas por dos elementos fundamentales: el abrasivo y el cemento o aglutinante.
-el abrasivo tiene por misión arrancar viruta.
-el aglutinante: mantiene unidos los granos de abrasivo dando a la muela la resistencia y rigidez necesarias, debe permitir la expulsión de los granos abrasivos cuando estos ya no están en condiciones de seguir cortando.
-ABRASIVOS:
Están formados por granos durísimos de cantos vivos; son comparables a los dientes de una fresa y deben arrancar limpiamente la viruta aun cuando esta sea de pequeñísimas dimensiones.
Los granos abrasivos deben ajustarse a las siguientes características:
-gran dureza, próxima a la del diamante.
-no quebrarse fácilmente
-grado de finura de acuerdo con el trabajo a realizar
-Uniformidad de dimensiones
-Resistencia al calor desarrollado por el rozamiento.
Los abrasivos pueden ser naturales y artificiales o sintéticos.
-ABRASIVOS NATURALES:
• Arenisca, gres, cuarzo.
El abrasivo de estas piedras es esencialmente el bióxido de silicio SiO2 y el aglutinante, carbonato de calcio CaCO3. Las muelas construidas con estos materiales se refrigeran con agua.
• Piedras al aceite: son mas duras y de estructura mas fina que las anteriores, y se encuentran generalmente en los yacimientos de cuarzo.
Trabajan mejor si se humedecen con aceite.
• Esmeril: es una piedra que contiene aproximadamente 55% de sesquióxido de aluminio Al2O3, mezclado con sílice y oxido de hierro. Se encuentra en el cabo Esmeril, en la isla de Naxos en Grecia, en Asia menor en Chester. Las muelas fabricadas con este material son poco homogéneas, se calientan mucho y cortan poco; se emplean para trabajos de desbastado. El polvo de esmeril se emplea para pulir superficies.
• Corindón: es un esmeril más duro, que contiene hasta 80%de Al2O3 cristalizado: es bastante mas duro que el esmeril común. Sus aristas vivas resisten mucho el desgaste, y es adecuado para arrancar rápidamente grandes cantidades de material. Se encuentra en Canadá, Sudáfrica y Madagascar.
-ABRASIVOS SINTETICOS
Los abrasivos sintéticos son homogéneos, puros y de gran dureza. Varían de nombre según la firma que los fabrica: pueden ser a base de oxido de aluminio, de carburo de silicio, de carburo de boro o de conglomerado de diamante.
FORMAS Y DIMENSIONES:
Existen muelas de formas muy variadas, según el trabajo a que se destinan
Las más corrientes son:
De disco o plana
De vaso
Troncocónica
Cóncava o convexa
De formas especiales
Para facilitar el centrado se cuela un anillo de plomo en el agujero central.
Las dimensiones son también muy variables:
Diámetro: desde pocos milímetros hasta 1300
Espesor: desde 0.4 mm de las muelas elásticas, hasta unos 300
FORMA DE ACTUAR
Una muela puede considerarse como un conjunto de minúsculas herramientas con ángulo de ataque negativo, que arrancan la viruta por una acción de raspado. El rozamiento entre la muela y pieza es considerable, por lo que la potencia absorbida y la producción de calor son elevadas, llegando fácilmente a la temperatura suficiente para fundir las minúsculas partículas arrancadas. La ventilación producida por la rotación de la muela no basta para dispersar todo el calor generado, haciéndose necesaria una refrigeración abundante para evitar daños, deformaciones o alteraciones estructurales en la pieza y en la misma muela. Cuando no es posible refrigerar, debe reducirse convenientemente la presión entre ambas.
El movimiento de corte corresponde siempre a la muela y el de alimentación puede tenerlo según los casos, la muela o la pieza. Tanto una como otra están animadas de un movimiento de rotación en el mismo sentido, pero con velocidades muy distintas.
• La muela puede tener una velocidad periférica de hasta unos 20-80 metros por segundo.
• La pieza se mueve con velocidad muy inferior, de unos 0.2-0.6metros por segundo.
En líneas generales, la velocidad de la pieza es 1/100 de la de la muela.
MONTAJE
Girando las muelas a gran velocidad, estas requieren un montaje cuidadoso para evitar vibraciones que, además de dañar la pieza, pueden ser causa de rotura de la propia muela.
Un montaje correcto debe ajustarse a las siguientes normas (Norton):
• Centrar exactamente la muela sobre el eje
• Equilibrar escrupulosamente la muela, practicando taladros en el casquillo de plomo
• Proteger los cuellos del eje contra los efectos del polvo del esmeril
• No forzar el eje en el taladro central de la muela
• Proteger la muela con una cubierta, para evitar accidentes el operario.
VELOCIDAD DE LA MUELA
Es conveniente que la muela vaya siempre a gran velocidad, variando en su caso la de la pieza y la profundidad de pasada. En general se adoptan los siguientes valores (Norton)
Muelas naturales (arenisca) Vm = 8 m/seg
Muelas al silicato Vm = 25 m/seg
Muelas de carborundum Vm = 30 m/seg
Muelas con aglutinante cerámico Vm = 35 m/seg
Muelas elásticas Vm = 50 m/seg
VELOCIDAD DE LA PIEZA
Pueden tomarse los siguientes valores orientativos (Norton):
Para desbaste: Vp = 20 m/min
Para acabado: Vp = 35 m/min
Con muelas duras conviene aumentar Vp para que no se obstruyan de metal, y con las muelas blandas hay que disminuir Vp, pues de lo contrario se desgastan rápidamente además de estar expuestas a agrietarse.
Es siempre muy pequeña, comprendida normalmente entre los siguientes límites:
Para desbaste: de 0.04ª 0.08 mm
Para acabado: de 0.015 a 0.025 mm
RECTIFICADO:
Con el rectificado se trata de corregir o modificar el perfil de una muela hasta convertirla exactamente en un cuerpo de revolución. La operación se realiza con herramientas cortantes de diamante, regando abundantemente con agua.
PRUEBA DE LAS MUELAS:
La prueba de la resistencia a la acción de la fuerza centrifuga puede realizarse:
-haciendo girar la muela durante un cierto tiempo a doble velocidad de la normal (Norton) o bien.
-haciéndola girar a una velocidad mas reducida, pero durante un tiempo mayor.
Seguridad al rectificar
Verificar que la muela no tenga grietas
Verificar que la muela no gire concéntrica
Someter la muela a ensayo antes de usarla
Nunca sobrepasarse la velocidad periférica
Usar gafas de protección
No tocar la muela en marcha
Verificar que el montaje este firme
