HISTORIA SOBRE MAQUINAS, HERRAMIENTAS Y RECTIFICADORAS

TENIDO

HISTORIA SOBRE MAQUINAS HERRAMIENTAS

RECTIFICADORAS

• CONCLUSIONES

• RECOMENDACIONES

• BIBLIOGRAFÍAS

• ANEXOS

INTRODUCCIÓN

Máquina estacionaria y motorizada que se utiliza para dar forma o modelar materiales sólidos, especialmente metales. El modelado se consigue eliminando parte del material de la pieza o estampándola con una forma determinada. Son la base de la industria moderna y se utilizan directa o indirectamente para fabricar piezas de máquinas y herramientas.

Estas máquinas pueden clasificarse en tres categorías: máquinas desbastadoras convencionales, prensas y máquinas herramientas especiales. Las máquinas desbastadoras convencionales dan forma a la pieza cortando la parte no deseada del material y produciendo virutas. Las prensas utilizan diversos métodos de modelado, como prensado o estirado. Las máquinas herramientas especiales utilizan la energía luminosa, eléctrica, química o sonora, gases a altas temperaturas y haces de partículas de alta energía para dar forma a materiales especiales y aleaciones utilizadas en la tecnología moderna.

HISTORIA DE LAS MÁQUINAS HERRAMIENTAS

Las máquinas herramientas modernas datan de 1775, año en el que el inventor británico John Wilkinson construyó una taladradora horizontal que permitía conseguir superficies cilíndricas interiores. Hacia 1794 Henry Maudslay desarrolló el primer torno mecánico. Más adelante, Joseph Whitwirth aceleró la expansión de las máquinas de Wilkinson y de Maudslay al desarrollar en 1830 varios instrumentos que permitían una precisión de una millonésima de pulgada. Sus trabajos tuvieron gran relevancia ya que se necesitaban métodos precisos de medida para la fabricación de productos hechos con piezas intercambiables.

Las primeras pruebas de fabricación de piezas intercambiables se dieron al mismo tiempo en Europa y en Estados Unidos. Estos experimentos se basaban en el uso de calibres de catalogación, con los que las piezas podían clasificarse en dimensiones prácticamente idénticas. El primer sistema de verdadera producción en masa fue creado por el inventor estadounidense Eli Whitney, quien consiguió en 1798 un contrato del gobierno para producir 10.000 mosquetes hechos con piezas intercambiables.

Durante el siglo XIX se alcanzó un grado de precisión relativamente alto en tornos, perfiladoras, cepilladoras, pulidoras, sierras, fresas, taladradoras y perforadoras. La utilización de estas máquinas se extendió a todos los países industrializados. Durante los albores del siglo XX aparecieron máquinas herramientas más grandes y de mayor precisión. A partir de 1920 estas máquinas se especializaron y entre 1930 y 1950 se desarrollaron máquinas más potentes y rígidas que aprovechaban los nuevos materiales de corte desarrollados en aquel momento.

Estas máquinas especializadas permitían fabricar productos estandarizados con un coste bajo, utilizando mano de obra sin cualificación especial. Sin embargo, carecían de flexibilidad y no podían utilizarse para varios productos ni para variaciones en los estándares de fabricación. Para solucionar este problema, los ingenieros se han dedicado durante las últimas décadas a diseñar máquinas herramientas muy versátiles y precisas, controladas por ordenadores o computadoras, que permiten fabricar de forma barata productos con formas complejas. Estas nuevas máquinas se aplican hoy en todos los campos.

MÁQUINAS-HERRAMIENTA

Desde el punto de vista funcional, estas máquinas pueden considerarse formadas por los siguientes gru¬pos de órganos:

• órgano motor;

• órganos de transmisión y de variación del movi¬miento;

• mecanismos de transformación y amortiguación del movimiento principal;

• árganos de automatización de los mandos;

• grupo operativo (herramienta y pieza en elabora¬ción);

• órganos para la producción y la transmisión del mo¬vimiento.

Las máquinas-herramientas modernas están dota¬das de mandos directos. Cada máquina posee sus órganos propios de producción y transmisión del movi¬miento. Esta evolución de los mandos indirectos, que antes consistían en la obtención del movimiento desde un sólo árbol motor que atravesaba todo el taller, se ha hecho posible con el progreso registrado en el campo de los pequeños motores eléctricos. Los bue¬nos rendimientos logrados actualmente permiten des¬tinar, en las unidades modernas medianas y grandes, motores de adecuada potencia para cada movimiento particular requerido por la máquina. En los casos más sencillos todos los movimientos, tanto de la herra¬mienta como de la pieza, provienen de un solo motor a través de un embrague de fricción, un freno, una conexión elástica (correas o juntas), un cambio y los oportunos acoplamientos cinemáticos.

Los motores, exclusivamente eléctricos, por obvias razones prácticas y económicas son generalmente de corriente alterna (asincrónicos trifásicos) por sus cua¬lidades de resistencia y sencillez de manejo (la red eléctrica es alterna); sin embargo, presentan un límite a sus escasas posibilidades de regulación de velocidad. Cuando se desea una regulación continua directa del motor, se recurre a los de corriente continua, que precisan la complicación adicional de un grupo conver¬tidor de la corriente de la red.

El embrague sirve para separar las partes conduci¬das de la máquina del órgano motor cuando se desea interrumpir el movimiento; la energía requerida en el arranque hace desaconsejable la parada frecuente del motor eléctrico. Los embragues de fricción se diferen¬cian por el tipo y el número de las superficies de rozamiento y pueden ser de conos, de anillos, de ex¬pansión o de discos.

El freno sirve para detener durante un tiempo breve las masas en movimiento, una vez efectuado su de-sembrague. La inercia de estas partes podría exigir largos tiempos para su frenado, incidiendo pasiva-mente sobre el tiempo total del trabajo y en otros in¬convenientes fáciles de imaginar. Además, la necesi-dad de no transmitir las vibraciones producidas por el motor a los órganos de mando de los trabajos impone la inserción de juntas elásticas entre las transmisiones rígidas.

MAQUINAS PARA EL ACABADO DE SUPERFICIES

La definición de grado de acabado superficial, in¬dependiente del sistema con que se haya obtenido, im-plica la introducción de parámetros relacionados con la microgeometría de las superficies.

El acabado superficial carece de interés como pro¬blema en sí mismo; pero afecta directamente, por su grado más o menos notable, a las condiciones de ro¬zamiento, desgaste, formación de arrugas, lubrica-ción, etc. en órganos móviles y, en general, es un fac¬tor ligado a la precisión de las dimensiones en la cons¬trucción de elementos mecánicos. En consecuencia, las máquinas acabadoras (rectificadoras, super cava¬doras, pulidoras y lapeadoras) son muy cuidadas, rí¬gidas y bien equilibradas dinámicamente.

RECTIFICADORAS

El rectificado es una operación que se efectúa en general con piezas ya trabajadas anteriormente por otras máquinas herramientas hasta dejar un pequeño exceso de metal respecto a la dimensión definitiva. El rectificado tiene por objeto alcanzar en las dimensio¬nes tolerancias muy estrictas y una elevada calidad de acabado superficial; se hace indispensable en el tra¬bajo de los materiales duros o de las superficies en¬durecidas por tratamientos térmicos. Las herramien¬tas empleadas son muelas giratorias.

MUELAS

Están compuestas por granos abrasivos aglomera¬dos en dispersión en un cemento que define la forma de la herramienta. Los granos representan infinitos fi¬los que, al actuar con elevada velocidad sobre la pieza en elaboración, arrancan minúsculas partículas de ma¬terial. Este modo de trabajar indica también los re¬quisitos que deben poseer los abrasivos: dureza, re¬sistencia al desgaste y resistencia a la rotura.

Los abrasivos utilizados actualmente son artificia¬les. El Alundum (hasta 99 % de Ah03 cristalizado) co-nocido en el comercio también con los nombres de Corundum, Coralund, Aloxite y Alucoromax, se uti-liza generalmente para trabajar aceros. El carburo de silicio (SiC) conocido como Carborundo. Crystolon y Carborite, más duro, pero menos resistentes a la ro¬tura, se utiliza para materiales durísimos que son poco tenaces (fundiciones y carburos metálicos) o materia¬les blandos (aluminio, latón y bronce). El Borolón es el abrasivo artificial más duro y resistente que se co¬noce.

La dimensión de los granos está vinculada a la uti¬lización de la muela: para muelas desbastadoras se emplea grano grueso; para operaciones de rectificado se pasa de los granos medianos a los finos, hasta llegar a los polvos utilizados para el pulido. El número índice del grosor de los granos expresa el número de hilos por pulgada contenido en el último cedazo separador atravesado (los granos más finos llegan hasta 240 hi¬los).

Los aglomerantes de las muelas pueden ser cerá¬micos, de silicato sódico y arcilla, o elásticos.

Los aglomerantes cerámicos, constituidos por arci¬llas, cuarzo y feldespato, que reducidos a polvo se em¬pastan con el abrasivo y se conforman con moldes apropiados, después de un periodo de desecación lenta se vitrifican en hornos de túnel (a unos 1.500 0C durante 3-5 días). Son de uso corriente y poseen óp¬timas cualidades, pero presentan poca elasticidad. Los aglomerantes de silicato sódico y arcilla requieren una cocción a 200-300 0C; con esta pasta se construyen muelas menos duras que las anteriores y con acción abrasiva reducida; son más económicas, pero

...