FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE MECÁNICA MONOGRAFÍA Rectificadora Universal”
“
Autores:
Arias Chávez, Christian Aguirre Loyola Ryutaro Aranda Rojas Erick
Docente: •
Cerna Espinoza
Chimbote, Perú 2016
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ÍNDICE Introducción Capítulo I: Nociones Básicas 1.1
Antecedentes
1.2
Definición
1.3
Características
1.4
Partes de una rectificadora universal 1.3.1
Bancada
1.3.2
Mesa
1.3.3
Cabezal Portamuelas
1.3.4
Motor de Rotación de la Muela
1.3.5
Muela
1.3.6
Cabezal Portapiezas
1.3.7
Motor de Rotación de la Pieza
1.3.8
Pieza
Capítulo II: Funcionamiento y Recomendaciones Recomendaciones 2.1
Funcionamiento
2.2
Ajustes para obtener un buen rectificado
2.3
Seguridad en operaciones de rectificado
2.4
Normas de seguridad seguridad
Conclusiones Sugerencias Referencias Bibliográficas Anexos
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INTRODUCCIÓN La rectificadora es una máquina herramienta, utilizada para conseguir mecanizados de precisión tanto en dimensiones como acabados superficiales, a veces a una operación de rectificado le siguen otras de pulido y lapeado. En los últimos años, estas máquinas han evolucionado constantemente hacía el aumento de la velocidad de rotación del husillo, lo que ha mejorado ostensiblemente la capacidad de la máquina de obtener un excelente acabado superficial de la pieza. 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. En función a nuestros objetivos específicos, abordaremos en el CAPÍTULO I la temática de las nociones básicas de los equipos de trabajo, tales como definición, características y partes de la Rectificadora Universal. El CAPÍTULO II, está centrado en el funcionamiento y recomendaciones. Esperamos que el presente trabajo de investigación sirva de aporte a otras investigaciones y cumpla con las expectativas de los ávidos lectores.
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CAPÍTULO I: NOCIONES BÁSICAS
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1.1
ANTECEDENTES 1.1.1 HISTORIA DE LA RECTIFICADORA Las actuales operaciones de rectificado. Tienen origen en procesos antiguos, utilizados para afilar herramientas cortantes, pulir y abrillantar metales. Hacia el año 600 a. de J.C. se pusieron en funcionamiento las primeras piedras giratorias, montadas sobre un eje horizontal apoyado en pies o estructuras de madera, y movidas a mano o con el pie, mediante la ayuda de un manubrio. En 1870, J. Norton Poole diseña una rectificadora "sin centros" para rectificar cilindros. 1.1.2 EMPRESA GER - GER MÁQUINAS HERRAMIENTA GER nace en Elgoibar (España) en 1942 cuando tres miembros del staff de producción de una renombrada empresa de máquinas de coser deciden crear un taller de mecanizados independiente que trabajará como subcontratada para la misma. La evolución de taller de mecanizados a fabricante de máquina herramienta se desarrolla rápidamente y después de un corto periodo como constructores de tornos, fabrican la primera rectificadora cilíndrica en 1952. 1.1.3 LA RECTIFICADORA EN EL PERÚ Es usada por empresas y talleres de metal mecánica, utilizada para realizar mecanizados por abrasión, con mayor precisión dimensional y menores rugosidades que en el mecanizado por arranque de viruta. Las piezas que se rectifican son principalmente de acero endurecido mediante tratamiento térmico. 1.1.4 SENATI La rectificadora universal es una de las maquinas herramientas que dominan los egresados de la carrera técnica de máquinas herramientas, senati ha formado profesionalmente con los conocimientos y adiestramiento que demanda operar una rectificadora y otras máquinas herramientas.
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1.2
DEFINICION En su estudio Millán (2006) concluye que: Las rectificadoras son máquinas que están diseñadas y preparadas para realizar acabados en las piezas que previamente han sido trabajadas en otras máquinas. Estas máquinas consiguen el máximo grado de acabado y precisión en las piezas mecánicas, dejando su superficie perfectamente definida en medidas y tolerancias. (p. 202) (Anónimo, 2012) La Rectificadora Universal es una máquina de múltiples aplicaciones capaz de afilar una gama muy amplia de herramientas en acero rápido, herramientas con punta de carburo, cortador rotatorio de metales fresa espiral, sierra para ranurar metales, cortadoras cilíndricas, fresa de disco y de refrentar, cortadora involuta de engranajes, cortadora de hierros angulares, cortadora convexo y cóncavo, fresa de espiga, cortadora de ranuras, etc.
1.3
CARACTERÍSTICAS Flores (2006) nos da a conocer las principales características de las rectificadoras:
Apropiado también para rectificar ángulos de escariadores y cortar el frente por las estrías de machos.
Con accesorios opcionales especiales se puede rectificar broca de barrena, machos y rectificar en radio.
Velocidad del husillo: 2800 rpm y está controlado por un conmutador inversor.
Cabezal sobre una placa de base grabado que gira por 360° y puede estar engrapado en cualquier posición.
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La columna de hierro fundido puede estar ajustado verticalmente y engrapado en cualquier posición. El movimiento está controlado precisamente por medio de un micrómetro.
Mesa superior de trabajar tiene una ranura para fijar porta-herramienta, etc. y también para localización precisa de centros sueltos. Está graduado en ambos direcciones del Cero y gira por 180º.
Travesero transverso controlado precisamente por rueda de mano fijado con micrómetro.
1.3.1 Características generales
1.3.2
Clase de rectificadora: Universal.
Naturaleza del cabezal portamuela: Giratorio y desplazable.
Naturaleza del cabezal portapiezas: Orientable.
Características de Capacidad
Longitud máxima de pieza al rectificar en la máquina.
Diámetro máximo de pieza al rectificar en la máquina.
Dimensiones máximas de la muela.
1.3.3 Características de trabajo
Potencia de los distintos motores.
Gama de velocidades del eje portapiezas.
Gama de velocidades del eje portamuela.
Gama de velocidades de avances automáticos del cabezal. portamuela por cada inversión de la pieza.
Giro máximo de la mesa en los dos sentidos.
Giro máximo del cabezal portamuela en los dos sentidos.
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1.4
PARTES DE UNA RECTIFICADORA UNIVERSAL La rectificadora universal, como máquina-herramienta, se compone de las siguientes partes. (Ver figura 01) En la investigación de Moro (2000). Nos define las partes de la rectificadora universal. 1.4.1 Bancada Es de fundición y robusta para proporcionarle rigidez, consta de dos guías; una horizontal por la que se desliza el carro y la mesa giratoria y a la que van acoplados el cabezal porta piezas y el cabezal contrapunto. Otra es una guía transversal y perpendicular a la horizontal sobre la que se desliza el cabezal portamuelas. (p.81) 1.4.2 Mesa Va colocada sobre el carro y puede girar (+ o -) 10° sobre un eje vertical puedo ser oscilante o giratoria.
1.4.3 Cabezal Portamuelas Puede deslizarse sobre la guía transversal de la bancada, que está detrás de la mesa, su eje principal es paralelo a las guías del carro y va montado sobre dos cojinetes de fricción. 1.4.4 Motor de rotación de la muela Este motor será el encargado de hacer girar la muela de la máquina.
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1.4.5
Muela En la investigación de Serrano, Romero, Bruscas, Vila (2008) nos informan que: La muela de rectificar es una herramienta abrasiva utilizada para el arranque de viruta dentro de las operaciones de mecanizado con abrasivos. La operación que se realiza con las muelas es el denominado rectificado en el que se elimina material por medio de esta herramienta. (parr. 1) El proceso de rectificado se emplean en materiales de gran dureza pudiendo eliminar cantidades muy pequeñas de material, lo que hace posible que las medidas estén dentro de órdenes de 10-6 m y alcanzan una rugosidad superficial muy pequeña. No obstante, también se pueden utilizar en materiales blandos, pero adaptándose en cada situación a las características pertinentes. (parr. 2) Debido a la dureza y dimensiones de material a eliminar, desaparece la posibilidad de utilizar otro tipo de mecanizado convencional por medio de una herramienta, por ello para trabajos de esta índole el uso de las muelas es el único permisible, haciendo de este un proceso muy determinado en el sector. (parr. 3) (Ver figura 02)
Propiedades:
Tienen un número indefinido de aristas cortantes, formadas por granos abrasivos, y cada uno de estos granos elimina una cantidad muy pequeña del material. Estos granos están unidos por un aglomerante.
Los puntos de corte de la muela están situados de forma aleatoria al tener imposibilidad de controlar la posición y forma de cada grano de la muela.
La velocidad de corte puede llegar a los 4000 m/min 9
La energía consumida en este proceso es muy alta, siendo el 10% de esta energía empleada la consumida por la muela. El 80% de la energía es perdida en forma de calor.
La velocidad de arranque de material es muy bajas, del orden de 300mm3/min
Operaciones de mecanizado en las que se emplean muelas.
Tronzado y ranurado: en mecanizado por abrasivos esta operación obtiene acabados de alta calidad, difíciles de encontrar en otros tipos de mecanizado. Para la realización de esta operación se utilizan muelas delgadas con aglomerante orgánico.
Afilado de herramientas: es de uso común realizar afilados con este tipo de mecanizado, lo que se conoce popularmente como "lijar".
Amolado: elevada cantidad de material eliminado, proceso manual.
Desbardado: mayor eliminación de material que el proceso anterior, ya que en éste no se tiene en cuenta el resultado final.
Rectificado: aumentar calidad superficial, dimensional y de forma.
Procesos industriales de superacabado: mejores resultados que en el caso anterior, obteniendo las mejores calidades posibles en mecanizado, creando muy poca cantidad de viruta debido a su baja eliminación de material.
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1.3.6
Cabezal Porta Piezas
Para Gerling (1986) El cabezal Porta Piezas: Tiene un plato de garras giratorio para sujeción de las piezas. El movimiento lo proporciona un motor. Mediante sistemas de engranajes puede disponerse de diversos números de revoluciones. (pg. 212)
1.3.7
Motor de rotación de la pieza En interés de la precisión del trabajo se debe probar si la pieza rota exactamente. Para ello se conecta el movimiento de avance rotatorio. Un reloj de medición muestra el error de rotación
1.3.8
Pieza Gerling (1986) La pieza se sujeta en un carro-soporte de movimientos en cruz y mediante acción de un husillo longitudinal y otro transversal se ajusta con respecto al husillo de la muela.
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CAPÍTULO II: FUNCIONAMIENTO Y RECOMENDACIONES DE USO
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2.1
FUNCIONAMIENTO Se trata de las máquinas que ofrecen mayor capacidad de trabajo, ya que mecanizan cuerpos de revolución. Con estas máquinas de gran robustez y envergadura se logra el rectificado tanto de exteriores como interiores de árboles de levas, cigüeñales, interiores de cilindros, conos, camisas y muchas otras piezas. El carro longitudinal de la máquina proporciona el movimiento de traslación a las piezas en rotación a través de su avance y retorno automático provisto por un mecanismo hidráulico, mientras las muelas reciben el movimiento de rotación, opuesto al de la pieza. La dureza o las características de las piezas definen la velocidad de rotación del eje por medio de reguladores de velocidad. La figura de abajo esquematiza las partes principales de una rectificadora universal.
2.2
AJUSTES PARA OBTENER UN BUEN RECTIFICADO
La operación de rectificado exige, para obtener una gran precisión geométrica y dimensional, precauciones particulares por parte del operario como regular el acercamiento de la muela, el reglaje de los recorridos, el diamantado y el modo de empleo de las muelas. De acuerdo con el ingeniero de producción Oscar Andrés Manrique Pardo, asesor técnico y comercial de la compañía Herratec S.A., importadora de máquinas- herramienta: “un gran porcentaje de los a ccidentes en la industria metalmecánica son ocasionados por la operación inadecuada de las rectificadoras y especialmente se producen por descuido”, siendo los más
frecuentes las laceraciones en los ojos por esquirlas y contusiones ocasionadas por muelas fisuradas que al iniciar la rápida rotación se fracturan y se desprenden trozos a grandes velocidades o aquellas muelas mal sujetas con las que ocurre lo mismo y pueden llegar a causar la muerte del operario o incluso de otras personas, pues el objeto puede volar en cualquier dirección, por tal razón lo que primero se recomienda es:
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Montar la muela adecuada en la máquina, para ello, es necesario probar previamente si la rueda está agrietada y esto se sabe golpeándola suavemente con el mango de un destornillador o un martillo, si el sonido es hueco y no es uniforme en toda la rueda, seguramente está averiada y no debe utilizarse. También puede verificarse al trabajar la rueda al vacío, por tres minutos, para identificar si está desalineada o vibra.
Una vez que se verifique que la piedra no está dañada, debe limpiarse el adaptador de la rueda para realizar el montaje de la piedra y asegurarla.
Posteriormente, es necesario balancear la muela para lo cual deben hacerse los siguientes pasos:
-
Verificar que la máquina está encendida.
-
Colocar una punta de diamante en la base, accionar el magneto2b (mesa magnética que sostiene el objeto) y llevarlo al centro la muela tirado un poco hacia la derecha, todo esto sin tocar la piedra.
-
Accionar la muela.
-
Llevar el diamante a que toque la muela para que limpie todo el ancho de la piedra, así se logra que la piedra se limpie de los residuos de material y se balancee.
-
Finalmente, desactivar el funcionamiento de la muela y del magneto, separar el diamante de la muela, y retirarlo de la base. Este procedimiento debe realizarse como mínimo una vez a la semana.
Manualmente, limpie la base o active el sistema de limpieza de la máquina para eliminar cualquier residuo existente ya que éste puede estropear el trabajo de rectificado de cualquier pieza.
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2.3
Monte la pieza a rectificar y prenda el magneto.
Coloque los topes de la carrera de la bancada a la medida de la pieza.
SEGURIDAD EN OPERACIONES DE RECTIFICADO Como las piedras de esmeril y de rectificado son frágiles y giran a grandes velocidades, se deben seguir con cuidado ciertos procedimientos para manejarlas, almacenarlas y usarlas. El no apegarse a ellos y a las instrucciones y aviso impresos en las etiquetas puede provocar graves lesiones o la muerte. Las piedras se deben almacenar de forma adecuada, y protegerse de los extremos en el ambiente (por ejemplo), la alta temperatura o humedad). Esas piedras se deben inspeccionar visualmente para ver si tienen grietas y daños, antes de instalarlas en las rectificadoras. Los daños a una piedra pueden reducir mucho su velocidad de explosión, o de desintegración, que se define como la velocidad superficial a la cual se desintegra o explota una piedra en rotación libre. Naturalmente, la velocidad superficial se relaciona con el diámetro y la velocidad de rotación de una piedra, por lo que se puede definir en términos de rpm para determinada piedra. La velocidad de explosión depende del tipo de piedra, su aglomerante, grado y estructura. En las ruedas de diamantes y de CBN, que trabajan a grandes velocidades superficiales, el tipo de material de núcleo de ellas afecta la velocidad de explosión, como era de esperarse, los núcleos metálicos tienen la máxima velocidad de explosión, del orden de unos 250 m/s (800 pies/s). Las piedras se deben montar en husillos del tamaño correcto para que ni estén forzadas (con lo que podrían romper en su centro) ni flojas (lo que puede causar desbalanceo). Las cejas deben tener el diseño y dimensiones adecuadas. Las piedras deben estar balanceadas, porque si no la superficie producida quedará ondulada y la piedra causara vibraciones, que posiblemente causen su fractura. Algunos husillos y cejas de maquina permiten balancear las piedras.
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Las piedras abrasivas se deben usar de acuerdo con sus especificaciones y velocidades máximas de operación, y no se deben dejar caer ni someterlas a condiciones drásticas. También son muy importantes las defensas o guardas de las piedras, la protección del operador y la seguridad de las personas cercanas.
2.4
NORMAS DE SEGURIDAD Tello (2013) Nos informa las normas de seguridad.
El protector de la rueda debe ser cubierta por lo menos hasta la mitad.
Comprobar que el mandril magnético esté conectado y luego poner en marcha la rectificadora.
Apagar la máquina antes, para después verificar la medición de la medida deseada.
Usar lentes de protección.
Ajustar bien la pieza a la masa magnética para que no se mueva al momento de prenderla y darle movimiento.
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CONCLUSIONES
Las máquinas herramientas se utiliza para dar forma, cortar o modelar materiales sólidos, especialmente metales.
Permite automatizar la alimentación de las piezas, facilitando el funcionamiento continuo y la producción de grandes series de la misma pieza
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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Millán, S. (2006). Procedimientos de Mecanizado. Madrid: Paraninfo. Flores, G. (2006). Maquinado de Piezas en Máquinas Herramienta Especiales . Metepec: CONALEP. Moro, M. (2000). Metrología: introducción, conceptos e instrumentos. Asturias: Oviedo.
Serrano, J; Romero, F; Bruscas, G; Vila, C. Tecnología mecánica: Procesos de conformado con arranque de viruta y soldadura de metales . Castellón: Publicaciones UJI.
Gerling, H. (1986). Alrededor de las máquinas-herramienta. Barcelona: Reverté. Tello, J. (Ed.). (2013). Procesos de manufactura, la rectificadora. Recuperado de: http://es.slideshare.net/juantelloelpotro/procesos-de-manufactura-la-rectificadora Anónimo ,
(2012).
Máquinas
rectificadoras,
tipos
y
usos.
Recuperado
http://www.demaquinasyherramientas.com/maquinas/rectificadoras-tipos-y-usos
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de:
ANEXOS
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Figura 01: Partes principales de una Rectificadora universal. Recuperado de: https://prezi.com/njli1lgmt-oa/maquina-herramienta/
Figura 02: Muela. Recuperado de: http://rectificadoramecanicaivan.blogspot.pe/
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Figura 03: Rectificadora Modelo Mello. Recuperado de: http://maquinasmetalurgicas.blogspot.pe/2008/11/rectificadora-universal-marca-mello.html
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