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Existen dos modelos fundamentales de rectificadora para superficies planas, definidos por la posición del eje de rotación de la muela: si éste es vertical, la rectificadora se llama frontal y, si por el contrario, ocupa la posición horizontal, se trata de una rectificadora tangencial.
Rectificadora frontal de superficies planasEsencialmente, esta rectificadora se compone de un cabezal portamuelas de eje vertical y de una mesa portapiezas. El movimiento principal de corte lo produce siempre la muela al girar, así como el de penetración; el movimiento de avance o alimentación depende de la pieza y, a veces, de la muela según los casos.
Se pueden establecer tres tipos de rectificadoras planas frontales:
el de mesa con movimiento rectilíneo alternativo el de mesa circular el de cabezal oscilante o pendular. Rectificadora frontal de mesa alternativaEn la figura 15.1 puede verse un modelo sencillo de esta máquina. Consta de una bancada (1) sobre la que se eleva una columna o montante (2) que sostiene el cabezal (3). Dicho cabezal se desliza sobre guías plano-prismáticas de ajuste verificable por medio de regletas y lleva el husillo en cuyo extremo se fija una muela de vaso (4), provista de la protección conveniente.
Su accionamiento se efectúa, principalmente, por sistema oleohidráulico o mecánico.15.3).
Fijación de las piezas por plato magnéticoLas piezas se fijan ordinariamente al plato magnético (5) que lleva la máquina para este fin (fig. 15.1).
Hay dos clases de platos magnéticos: los electromagnéticos y los de imán permanente. Deben dotarse de un dispositivo de seguridad contra faltas de corriente porque, si ésta cesa, se podrían producir proyecciones de piezas al no existir magnetismo.En la figura 15.4 B el plato está conectado; obsérvese la polaridad de signo contrario que adquieren las porciones de hierro dulce, separadas por material no magnético, y que ocasiona el flujo magnético que sujeta las piezas.
Se realiza manual o automática mente, con gran precisión, al final de cada pasada completa. El mecanismo más usual para realizarlo es el de rueda y sin fin (fig. 15.5).
Este husillo al girar obliga a la tuerca (4), fija al cabezal, a moverse verticalmente en uno u otro sentido.Dicho comparador puede montarse en una pinza que lleva el cabezal (fig.15.1) y se apoya al pie de su palpador en un tope ,deslizante sobre una regla (11) fija al montante. Como el tope permanece fijo, se puede controlar lo que avanza el palpador del reloj con toda comodidad,
EI movimiento automático del cabezal puede obtenerse por un mecanismo rueda y trinquete accionado por la mesa en su movimiento.
La figura 15.6 representa una moderna rectificadora frontal con una instalación de esta naturaleza. Obsérvese el palpador a la izquierda del cabezal y el visualizador de cota electrónico a la derecha.
En efecto, el movimiento de alimentación ya no es rectilíneo sino circular.Se aprecia enseguida su gran robustez y la mayor potencia de su cabezal portamuelas cuyo motor puede llegar a los 50 CV de potencia.
La mesa circular es además desplazable, con objeto de realizar la carga y descarga de piezas con toda facilidad. Es del tipo electromagnético, para poder sujetar las piezas sin dificultad (fig. 15.8) y gira a velocidad variable impulsada por un piñón que engrana con una corona atornillada en su parte interna.
Puesta en marcha de la muela y la mesa portapiezas.
En esta máquina la pieza no tiene ningún movimiento puesto que permanece en reposo sobre la mesa, mientras el cabezal efectúa el movimiento de avance y el de penetración, además del de corte, propio de la muela.
Para ello, el cabezal puede pivotar alrededor de una columna fija a la bancada (fig. 15.9), movido por el operario, que empuja una abrazadera que para este propósito lleva el cabezal. Al mismo tiempo, va dando la profundidad de pasada, moviendo el volante con la mano libre.
Es una máquina de gran precisión destinada al rectificado de superficies planas por contacto tangencial de la periferia de una muela cilíndrica de eje horizontal con la pieza a mecanizar. También se pueden realizar en ella piezas de forma con generatrices rectas, empleando una muela perfilada en la misma máquina.
En la figura 15.10 se presenta una rectificadora de este tipo. Consta de una sólida bancada (1) en cuya parte posterior se apoya el montante (2) que sirve de guía al cabezal portamuelas (3). Además, hay que considerar el equipo de aspiración de polvo y viruta (7), cuando se trabaja en seco y el grupo de refrigeración (8).
Existen dos fórmulas constructivas, si se considera la distribución de movimientos que pueden realizar la mesa y el cabezal portamuelas (fig. 15.11): la primera corresponde a la máquina estudiada anteriormente; la segunda, por el contrario, responde a otro criterio, ya que es el montante el que se desplaza lateralmente para conseguir la cobertura de toda la superficie a rectificar.
Los apoyos de éste pueden ser cojinetes ajustables o bien rodamientos de precisión.Para garantizar la ausencia de juego se contrapesa el cabezal por medios hidráulicos o mecánicos (fig. 15.13).
MesaEl movimiento de la mesa se realiza como en la rectificadora plana frontal; por este motivo se omite aquí su descripción. El desplazamiento transversal, tanto si es debido al carro porta mesa o al montante, es manual o automático; en este caso toma un valor previamente escogido y se da al término de una pasada completa.
Aparato perfilador de la muelaEl cabezal está preparado para recibir un accesorio muy interesante que permite dar a la superficie lateral de la muela la forma que convenga.
La razón de proporcionalidad es precisamente la escala a la que trabaja el aparato.Dicha plantilla se coloca sobre una pequeña plataforma (fig. 15.16) y sobre ella se apoya el palpador; el otro palpador lleva un soporte con uno o varios conos diamantados que van perfilando la muela convenientemente.
Puede lograrse de modo muy parecido a la rectificad ora plana frontal. En la figura 15.17 aparece un aparato detector, controlando el espesor de una serie de anillos dispuestos sobre el plato magnético de una rectificadora tangencial.
Accesorios especiales de interésEntre los accesorios que permiten ampliar las posibilidades de la rectificadora tangencial están los divisores de eje horizontal para el rectificado de perfiles alargados de formas regulares; los divisores de eje vertical para el rectificado de ranuras o fresados frontales; un cabezal inclinable para el rectificado de ángulos. etc.
La rectificadora cilíndrica universalLa rectificadora cilíndrica universal es una máquina herramienta capacitada para rectificar superficies de revolución de generatrices rectas o curvas., e incluso las superficies planas frontales que las limitan. En consecuencia, con ella se pueden efectuar cilindros exteriores e interiores; conos interiores y exteriores, de pequeña o gran conicidad; refrentados y superficies de revolución de generatrices curvilíneas, aunque esto requiere el perfilado de la muela con un dispositivo especiar, según una plantilla modelo.
Esto se logra a través de una cuidadosa elección de los materiales empleados, un mecanizado muy riguroso de los distintos elementos y un diseño compacto y reforzado de los mismos.En su parte alargada lleva las guías de la mesa, mecanizadas con gran precisión; son de forma prismática, una plana y la otra en V. Perpendiculares a ellas existen dos guías transversales para el deslizamiento del carro del grupo portamuelas, situadas en la parte posterior de la bancada.
Adosado a la bancada por su parte exterior, se halla el equipo de refrigeración que tiene gran importancia en el trabajo de rectificado.
Mesa
Es una pieza de fundición de forma alargada dividida en dos partes. La inferior lleva las guías que coinciden con las de la bancada; la superior puede girar sobre el plano horizontal y es la que lleva las guías para el cabezal portapiezas y la contrapunta. La amplitud del desplazamiento angular puede controlarse por medio de un sector graduado o con mayor precisión por medio del comparador o de bloques-patrón, como más adelante se verá.
Consta de dos partes bien diferenciadas: una plataforma deslizante sobre la mesa y el cabezal propiamente dicho que puede girar sobre aquélla. El cabezal se divide, a su vez, en dos elementos: husillo principal y grupo motor.
El husillo o árbol principal gira con gran precisión montado sobre cojinetes de aleación especial ajustables, para corregir el juego radial. También es frecuente el montaje sobre rodamientos de rodillos (fig. Obsérvese en la figura citada cómo los esfuerzos axiales son recibidos por un rodamiento de bolas de contacto angular y doble efecto.
El extremo anterior del husillo tiene un alojamiento cónico para recibir el utillaje conveniente; además está hueco en toda su longitud y se le puede acoplar una pinza accionada manualmente, desde el exterior por volante o palanca.
En cualquier caso, se procura que la polea conducida no se apoye directamente sobre el husillo para evitar la tensión de las correas sobre al árbol. En la figura 17.2, ya citada, se puede apreciar con claridad esta cuestión; la polea plana transmite el esfuerzo a un plato enchavetado al árbol mientras se apoya en dos rodamientos de bolas montados sobre una camisa fija a la carcasa o cuerpo del cabezal.17.3).
Cabezal portamuelas (4)
El cabezal portamuelas descansa sobre dos carrillos transversales; el inferior desliza sobre la bancada y es accionado por un sistema de tornillo y tuerca que garantiza una posición exacta, con una tolerancia de 0,001 mm. Este carrillo lleva una plataforma sobre la que gira (fig. Por consiguiente el carrillo superior (con todo el conjunto portamuelas) es orientable y movible a mano, lo cual resulta muy útil en el rectificado de conos de mucha conicidad.
La calidad del rectificado depende en gran medida de la precisión de giro de este árbol, lo cual se logra por medio de un juego de funcionamiento muy estrecho y la sujeción firme y equilibrado perfecto de la muela.Sobre la parte superior de la caja del husillo portamuelas se puede colocar una pinza abatible, que sujeta un husillo para rectificados interiores, y el motor correspondiente (fig. 17.6).
Esta característica es común a todos los husillos para el rectificado de interiores puesto que lo exige el escaso diámetro dela muela para alcanzar la velocidad de corte necesaria, llegando en algunos casos hasta las 50000 r. m.
17.8) dotado de guías que ajustan en la mesa de trabajo, lo que permite colocarlo en la posición requerida y asegurarlo en ella por medio de unos tornillos (1) que presionan una regleta situada en la cara interior de las guías.Obtenida la fijación entrepuntos deseada se bloquea el husillo moviendo la palanca (5).
Movimientos fundamentales de la rectificadora cilíndricaExisten dos formas básicas de ejecutar un rectificado: por desplazamiento longitudinal de la mesa y por penetración radial de la muela (plongée). En el primer método la pieza, solidaria con la mesa, se mueve alternativamente y, al término de cada pasada, la muela va avanzando radialmente, para conseguir la penetración necesaria. En el segundo procedimiento, la muela avanza radialmente de modo continuo mientras la pieza no tiene ningún desplazamiento lateral y solamente gira sobre sí misma.
Además, es preciso tener presente que cuando se llega a la profundidad máxima de rectificado es necesario que la muela esté en contacto con la pieza hasta que las chispas hayan desaparecido, para asegurar, de este modo, la máxima precisión y uniformidad superficial.En ambos existe la aproximación rápida de la muela a la pieza; después, el tiempo de rectificado con avance continuo o escalonado (que se da automáticamente cuando la muela pierde el contacto con la pieza); la posición de reposo regulable por temporizador al finalizar la penetración para dar tiempo a que se extingan las chispas y, finalmente, el retroceso rápido hasta la detención definitiva o el inicio de un nuevo ciclo.
Ahora bien, cuando uno de los topes (7) choca con la palanca, que controla el distribuidor (8), éste cambia la dirección del flujo de aceite, con lo cual se invierte el sentido de avance del émbolo del cilindro.
La velocidad de la mesa se regula sin problemas por mediación de la válvula (10), que regula el paso de fluido.
Otra ventaja, nada desdeñable, es la seguridad que proporciona la instalación oleohidráulica contra sobrecargas en los órganos de trabajo; el aumento de la presión del aceite provocaría la apertura de la válvula de seguridad y, en consecuencia, el escape de aceite al depósito.
No obstante, la mesa se puede mover manualmente por medio de un mecanismo de cremallera y piñón. La cremallera se instala en la cara inferior de la mesa y el piñón, que engrana con ella, es movido por el operario con un volante exterior, a través de un tren de ruedas dentadas.
La tuerca en la que rosca el husillo está sujeta al carro del grupo porta muelas, de manera que el movimiento circular del husillo se transforma en rectilíneo de la tuerca.Su distribución y complejidad varía, como es lógico, según cada modelo, pero, en general, todos los constructores se preocupan de que sean lo más simples y accesibles posible.
Suelen consistir, en esencia, en un cuadro de pulsadores que controlan los motores de la máquina; un mando único para los movimientos principales del cabezal portamuelas y la mesa; el volante para el desplazamiento longitudinal de la misma, que se desembraga automáticamente al conectar el movimiento hidráulico; el volante para el control del avance del carro portamuelas; los dispositivos para la regulación de las velocidades y avances; la palanca de inversión del movimiento de la mesa, etc.
Dispositivos para rectificar las muelasEn primer lugar están los más sencillos, para el simple afilado de la muela, constituidos por un soporte (fig. 17.11) que ajusta en las guías de la mesa, provisto de un brazo articulado en cuyo interior se aloja el portadiamante; por medio de un pequeño tambor se puede avanzar o retirar la punta diamantada para poder afilar la muela con facilidad.
Este dispositivo puede funcionar a voluntad del operario o bien automática mente, cada vez que se ha efectuado un número determinado de ciclos.17.13).
El operario puede seguir en todo momento el desarrollo de la operación, puesto que los datos que obtiene el aparato de control se reflejan en la pantalla de un visualizador digital.
La solución de estos problemas se basa en el empleo de una instalación en circuito cerrado, provista de un grupo filtrador separador.
Una vez filtrado, se envía al depósito general donde será bombeado de nuevo para su uso.
Hay varios sistemas para limpiar el refrigerante: por filtración, por centrifugado y por separación magnética (es evidente que este último método sólo puede separar impurezas metálicas). Un microrruptor I provisto de boya, evita que el nivel de líquido suba en exceso, cuando el tejido no filtra bien porque está muy sucio, accionando el reductor que hace avanzar la banda filtrante.
El refrigerante sucio es conducido a una centrifugadora que separa las partículas más densas del refrigerante, el cual, una vez limpio, es relanzado al conducto de salida.Rectificadora sin centros. Lo esencial del procedimiento puede apreciarse en la figura 19.1.Se emplean dos muelas, una propiamente abrasiva, de gran diámetro O y otra más pequeña C que actúa como muela de arrastre. El eje de giro de esta última está ligeramente inclinado, de forma que tiende a comunicar a la pieza P, apoyada sobre la regla extradura R, un movimiento helicoidal, de rotación y traslación que obliga a presentar toda su cara lateral a la acción de la muela abrasiva.
19.2C).19.2 E).
no es posible superar ciertos valores prácticos; así, la elevación no conviene que supere la mitad del diámetro.
Rectificadora sin centrosSon rectificadoras preparadas para realizar el rectificado sin centros en sus diversas modalidades.
Constan de una sólida bancada, provista de dos cabezales móviles, montados sobre carros, que contienen las dos muelas conocidas (fig. La regla de apoyo R va atornillada sobre un carrillo independiente.
19.6) que actúa automáticamente, movido por un mecanismo hidráulico.Como se comprende enseguida, la rectificadora sin centros es una máquina que puede automatizarse sin demasiados problemas. Para ello debe adaptársele un cargador de piezas que suministre regularmente a la máquina y un sistema de evacuación que, cuando se rectifica a través, no es necesario porque aquella se realiza por gravedad.
En la figura 19.7 se puede observar una rectificadora sin centros con alimentación automática por medio de una tolva vibradora.
Rectificadoras especiales. Rectificadora automática de exterioresEs una máquina muy especializada, concebida para trabajos de rectificado exterior en medianas y grandes series (fig. 19.8).
Como puede verse, es posible usar varias muelas a la vez.El cabezal portamuelas para exteriores desaparece o bien sufre transformaciones que le capacitan para el rectificado plano frontal (fig. 19.10).
Una de las principales ventajas de esta máquina es el sistema automático para repasar la muela. 19.11) durante el cual, e interrumpiendo el trabajo, la muela sufre un reavivado para compensar el desgaste sufrido y, a la vez, se verifica una corrección de la posición radial de la muela, en función de la pérdida de diámetro experimentada en el repasado.
Para altas velocidades se emplean husillos neumáticos o de alta frecuencia (hasta 120000 r. m.).
Rectificadora de perfilesEs una rectificadora pensada para ejecutar piezas de sección diversa pero cuyas generatrices son rectas. Se basan en sistemas de reproducción mecánicos y ópticos.
El cabezal de la máquina, provisto de una muela de disco, está ligado al palpador que actúa sobre una plantilla de acero, a escala, que reproduce el perfil a obtener.De este modo, el mecanismo de reproducción traslada al bloque de donde saldrá la pieza todas las incidencias de la plantilla, firmemente sujeta sobre una mesa ortogonal.
El operador, a través de un volante, puede modificar a voluntad la posición de la pieza que se trabaja y que está sujeta a una mesa o carro móvil desplazable según dos ejes ortogonales.De este modo es posible ir moviendo la pieza de manera que describa una trayectoria perfectamente controlable sobre la pantalla.
La mesa de trabajo se apoya sobre un zócalo inclinable y su desplazamiento longitudinal está controlado por un husillo de precisión que lleva un sistema de ajuste para acoplar exactamente la muela a la rosca tallada previamente.
El cabezal portapiezas puede girar con velocidad variable y lleva todos los mecanismos para la obtención de los pasos necesarios, así como un sistema para la división del paso.
El cabezal portamuelas puede avanzar perpendicularmente a la mesa, deslizándose sobre guías de precisión. Es inclinable en ambos sentidos hasta 30°.
La máquina dispone de un sistema para destalonar roscas, de gran utilidad para el rectificado de herramientas.
19.25).19.26).
Las más interesantes son las rectificadoras de levas y las de cigüeñales.
El esquema de funcionamiento de una rectificadora representativa de este grupo es como sigue (fig. La leva a rectificar L va montada sobre el mismo eje que la plantilla P, girando ambas libremente sobre el centro O. La muela M puede moverse radialmente con objeto de dar la profundidad de pasada.
La rectificadora de cigüeñales es una especialización de una máquina de exteriores, pensada para rectificar simultáneamente los gorrones de apoyo de los cigüeñales. Para ello tiene un cabezal de muelas múltiples que actúan por penetración sobre cada uno de los cuellos de la pieza, independientemente del diámetro que puedan tener.
Sin embargo, se estudian aquí por su carácter complementario con las rectificadoras y sus analogías en cuanto a la forma en que se produce el arranque de viruta.BruñidoraEs una máquina parecida a una mandrinadora vertical, provista de una bancada, un montante y un cabezal de uno o varios husillos. El husillo, de funcionamiento hidráulico, lleva acoplada una herramienta abrasiva, cuya apariencia recuerda los mandriles extensibles (fig. 19.28).
19.29).Además, la unión del husillo y el mandril no es rígida sino flotante para que no haya ningún problema de desalineación y la herramienta siga exactamente la dirección del eje del orificio.
La lapeadora consiste en una especie de rectificadora frontal (fig. Los discos tienen movimientos rotativos independientes y el superior puede acercarse o separarse a voluntad.
En consecuencia, se puede afirmar que existe una afiladora para cada uso.
El husillo portamuelas va montado sobre rodamientos ajustables que evitan todo juego axial y dispone de una gama de tres velocidades de giro.
El cabezal portamuelas es giratorio, tanto en el plano horizontal (360°) como en el vertical (20° a ambos lados).
La mesa se desliza sobre patines de agujas para aumentar la sensibilidad en el momento del afilado.Sobre la mesa se instala el cabezal divisor universal (8) cuyo husillo, montado sobre rodamientos, tiene un alojamiento para cono Morse; en el extremo opuesto se puede ver la contrapunta (9).
En una mesa auxiliar tiene el soporte universal con brida para el afilado de herramientas simples de metal duro (10), controlado por un husillo micrométrico; en la parte delantera existe un soporte (11) para el afilado de brocas.
Entre ellos se puede hacer mención de: cabezal con movimiento helicoidal automático para el afilado de herramientas con filos helicoidales, cabezal de división automática para el afilado de sierras circulares por copiado, mordaza giratoria universal, etc.La máquina representada tiene volantes de cómoda maniobra (12) (13) para los movimientos vertical y transversal, con una apreciación de 0,001 mm.
Asimismo, el volante (11) realiza el desplazamiento manual extrasensible de la mesa, a la que, por otra parte, se puede acoplar un equipo oleohidráulico para automatizarla completamente.