Limadora - maquina herramienta que se encarga del proceso de limado PDF

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maquina herramienta que se encarga del proceso de limado...

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UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA “ANTONIO JOSÉ DE SUCRE “ DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA. SECCIÓN DE MANUFACTURA.

LIMADORA.

Integrantes: Aarón Figueroa C.I.: 28.297.830 Exp.: 20182-0290 Angélica González CI.: 28.019.076 Exp.:20182-0165 Rubén Morales C.I. 29.624.753 Exp.:20181-0242 Asignatura: Máquinas-Herramientas Prof.: Ing. Ángel Freitez Sección: 01

Limadora La limadora es una máquina-herramienta que se utiliza para el mecanizado de piezas por arranque de viruta, mediante un movimiento lineal alternativo de vaivén sobre la superficie plana de un cuerpo. La operación realizada con estas máquinas se le llama limado. La mesa que sujeta la pieza a mecanizar realiza un movimiento de avance transversal, que puede ser intermitente para realizar determinados trabajos, como la generación de una superficie plana o de ranuras paralelas.

Tipos de Limadoras. Existen dos tipos de limadoras las cuales son: limadora mecánica y limadora hidráulica. Limadoras mecánicas En el en el libro Maquinas-Herramientas Modernas del autor Mario Rossi señala que “En las limadoras mecánicas el funcionamiento se obtiene por un motor eléctrico de velocidad constante, montado encima o al lado de la bancada de la máquina. El movimiento es transmitido a los engranajes por medio de un par de poleas acanaladas y correas trapezoidales. Los engranajes de la caja de cambios reciben el movimiento y lo transmiten a los otros órganos”. Esto nos quiere decir que los engranajes son las que efectúan el funcionamiento de estas máquinas. Son los tipos de limadoras más comunes. Estas poseen un sistema de accionamiento por palanca oscilante y volante donde el engranaje recibe el movimiento del cambio de velocidades y lo transmite al volante de corona dentada que se pone a girar. Dicho volante lleva un botón en la manivela que se desliza en la ranura de la palanca oscilante. Dicha palanca, unida por la parte superior al carnero adquiere un movimiento pendular en cuanto

al botón de manivela describe una trayectoria circular. El sistema de palanca oscilante permite el retroceso rápido del carro cuando la palanca en su oscilación abarca un ángulo máximo limitado por las tangentes al círculo descrito por el botón de la parte superior. La limadora se compone esencialmente de una bancada de fundición, en forma de caja con una amplia base. En la parte superior van las guías en las que se desliza el carro o carnero, en cuya cabeza va el carrillo portaherramientas; dicho carrillo además de ser inclinables puede subir o bajar mediante un tornillo sin fin, maniobrado por la manecilla posterior, para poder regular la profundidad de la pasada. La mesa porta piezas puede subir o bajar maniobrando a mano un tornillo mediante el accionamiento del husillo movido intermitentemente por el trinquete del carro, dando así nuevo material debajo de la herramienta. (Es natural que el avance de la mesa este sincronizado con el movimiento del carnero). Limadoras hidráulicas Las limadoras hidráulicas poseen un sistema accionado por medio de un motor de velocidad constante e irreversible que acciona a una bomba hidráulica. Estas tienen bastantes beneficios, por ejemplo; tienen un paro automático del carnero cuando se encuentra una resistencia excesiva en el avance, posibilidad de regular de modo gradual la velocidad de corte variando la caudal de la bomba. Una de las desventajas de utilizar limadoras hidráulicas son el costo y mantenimiento que conllevan, incluso la disminución de potencia por pérdida de aceite. La limadora se compone del carro, que se mueve bajo el impulso de un embolo que se desliza por el interior de un cilindro solidario de la bancada de la máquina. Los sistemas de accionamiento hidráulico han tenido una excelente aplicación en estas limadoras, porque con el aceite a presión se realizan las mejores condiciones de funcionamiento, ya sea en la suavidad de los movimientos como en la comodidad de las maniobras. El funcionamiento de estas limadoras la constituyen los siguientes elementos: Cilindro y embolo de accionamiento del carro o carnero, distribuidor de embolo para él envió del aceite, dispositivo para el accionamiento del carro transversal, bomba principal de aspiración y

compresión del aceite del recipiente, y por último tiene una bomba secundaria de aspiración y compresión del aceite. Partes de la Limadora 1. Volante para bajar o subir el Charriot o carro Portaherramientas. 2. Carro Portaherramientas (soporte portaherramientas). 3. Mordaza para sujeción de las piezas. 4. Mesa. 5. Soporte para apoyo de la mesa. 6. Bancada. 7. Guías de deslizamiento horizontal de la mesa. 8. Volante para accionamiento manual de la mesa. 9. Tornillo para seleccionar recorrido del avance automático, y freno. 10. Tornillo para graduar el recorrido del carnero, y freno de fijación. 11. Polea del embrague para accionamiento de los mecanismos. 12. Palanca del embrague. 13. Volante para situar el recorrido del carnero o torpedo. 14. Torpedo o carro porta herramienta. 15. Palanca para fijar el carnero en la situación seleccionada. 16. Husillo para movimiento vertical del conjunto carro-mesa. 17. Volante para mover manualmente el carnero, solamente con máquina parada. 18. Eje para colocación de la palanca de accionamiento de subir y bajar carro-mesa.

Sus partes principales se distribuyen en bancada, carnero y mesa •

La bancada: es la pieza soporte de la máquina, que además aloja todos los mecanismos de accionamiento. Es una pieza muy robusta generalmente de fundición. Esta provista de dos guías horizontales sobre las que se desliza el carnero y dos guías verticales por donde se desliza la mesa.

•

El carnero: es un carro con movimiento alternativo, en uno de sus extremos lleva la torreta orientable con el carro portaherramientas o Charriot, en el que se fija la herramienta de corte.

•

La mesa: sirve para soportar la pieza directamente por medio de tirantes engrapados en las ranuras que va provista, o bien por medio de mordazas fijadas sobre ella. Funcionamiento del carnero.

Se deben hacer los ajustes en el carnero, antes de maquinar la pieza. Antes de comenzar el trabajo con la limadora, es preciso graduar el recorrido del carnero, su posición respecto a la pieza, seleccionar la velocidad, graduar el volante para situar el recorrido del carnero y la palanca para fijar el carnero en la situación seleccionada. La carrera del carnero se debe graduar de modo que sea mayor la longitud de la pieza aproximadamente 15 mm; por cada extremo, para que la herramienta tenga espacio de recuperación. El accionamiento del carnero se da por medio del sistema palanca oscilante y plato manivela tiene dos elementos principales •

Una palanca P ranurada longitudinalmente que oscila alrededor de un eje situado en la parte baja de la bancada, perpendicular a la carrera del carnero, y que va fijada en este por su extremo superior.

•

Un plato-manivela PM provisto de una maneta desplazable radialmente a voluntad, que desliza en la ranura longitudinal de la palanca

Cuando gira el plato manivela por medio de un motor eléctrico gira también la maneta de la manivela de este plato y lo obliga a oscilar a la palanca que a su vez arrastra el carnero, dándole también un movimiento oscilatorio. La velocidad del carnero no es constante de hecho la velocidad máxima de este es máxima en el centro del recorrido y decrece en los extremos para llegar a 0 en los puntos finales.

Funcionamiento de la mesa. Sobre las guías verticales de la parte frontal de la bancada se apoya un carro provisto de guías horizontales sobre las que se desplaza la mesa propiamente dicha. Por tanto, se puede mover tanto vertical como horizontalmente. De la mesa que hemos descrito existe dos variantes: •

La mesa paralepipedica: lleva ranuras de fijación en la cara superior y en las laterales y puede girar alrededor de un eje horizontal para utilizar la superficie que más convenga para la fijación de la pieza.

•

La mesa universal: se compone de un soporte de eje horizontal y paralelo a la dirección de la carrera de trabajo de la herramienta con una cama hemisférica, en la que un plato en forma de casquete esférico. Combinando el movimiento de giro de la mesa respecto a su eje y del plato con relaciona su cama, se consigue trabajar piezas cuyas caras no son paralelas

Mesa paralelepipédica

Mesa universal

Cadena cinemática de la limadora hidráulica La cadena de movimientos consta de los siguientes órganos principales: motor eléctrico, bomba de caudal variable, cilindro distribuidor, cilindro fijo unido a la bancada y cilindro móvil solidario con el carnero. En la posición de trabajo, el aceite que impulsa la bomba entra en la lumbrera 1 en el cilindro distribuidor en el que los émbolos se encuentran en tal posición que solo permiten la salida a través de la lumbrera 2, que conduce a las cámaras m y n de los dos cilindros coaxiales, fijo y móvil. Al entrar el aceite a presión en dichas cámaras, empuja al carnero en su carrera de trabajo, al término de la cual el tope 4 solidario al carnero, choca con la leva 6 y desplaza hacia la izquierda los émbolos del cilindro distribuidor. El aceite es ahora impulsado por la bomba a través de las aberturas 1, 7 y 8 hacia la cámara P de los cilindros, mientras que el que está en las cámaras m y n se vacía en el depósito inferior a través de 2 y R. El cilindro móvil es empujado para emprender la carrera de retorno del carnero. Al accionar el tope 5 la leva 6, se lleva a cabo la próxima carrera de trabajo. Funcionamiento de la Cadena Cinemática Según la investigación realizada por Lenin Villacis, para la Universidad Técnica de Ambato; “La cepilladora es una máquina que trabaja según los principios del cepillado mecánico. El movimiento de corte en el cepillado lo tiene la pieza, que se desplaza longitudinalmente; el movimiento de avance y el movimiento de penetración lo tiene la herramienta, al moverse transversal y verticalmente de forma adecuada. En el Limado el movimiento de corte solo lo tiene la Herramienta, y la pieza tiene un movimiento transversal. El movimiento de corte se divide en dos fases bien diferenciadas: la carrera de trabajo y la carrera de retroceso. Durante la carrera de trabajo, la mesa debe acelerarse hasta alcanzar la velocidad de trabajo y después frenarse hasta el reposo. La carrera de retroceso empieza con velocidad inicial nula hasta llegar a la velocidad que se mantiene durante un cierto tiempo, para alcanzar, finalmente, el reposo después de un breve periodo de frenado. También encontramos lo que sería la cadena cinemática para limadoras hidráulicas y los mecanismos whitwork. El mecanismo de WHITWORK transforma un movimiento de entrada giratorio continuo en movimiento rectilíneo alternativo debido a la configuración del mecanismo, este realiza la carrera de retorno en menor tiempo que la carrera de ida, de ahí su nombre de retorno rápido por esta característica, se utiliza en máquina y herramienta aprovechando la carrera lenta para mecanizar y la rápida para volver a la posición inicial, reduciendo los tiempos muertos entre carreras de trabajo. Avances en el automatizado de la cadena cinemática de la limadora El accionamiento del mecanismo de avance automático transversal de la mesa de la limadora entra en juego en forma intermitente antes de cada carrera activa, y es el principal inconveniente para no conseguir superficies regulares. El mecanismo más usado es el de disparador y trinquete, compuesto por: •

Engranaje con guías ranuradas

• • • • • • • •

Botón de manivela ajustable en la ranura de T Biela impulsora del movimiento de avance Soporte del trinquete C Soporte del trinquete C o disparador de gatillo Gatillo o disparador Rueda dentada actuada por el trinquete C Tornillo de mando de la mesa solidario a R Barra de enlace unida a la caja de los engranajes S/T “ Movimientos de corte

Según el libro Alrededor de las Máquinas, de Heinrich Gerling “El movimiento principal o movimiento de corte: es realizado por el útil de cepillar. Se distingue entre carrera de trabajo y carrera de vacío. La viruta es arrancada durante la carrera de trabajo. Por medio de la carrera en vacío (retroceso) el útil vuelve hacia atrás sin arranque de viruta. Ambas carreras juntas constituyen la doble carrera. El movimiento de avance: es intermitente y es el que da lugar al avance. Para cepillar en dirección horizontal, la pieza, ya sujeta, que se va a trabajar, es movida contra el útil. En el cepillado vertical, es el útil el que se mueve contra la pieza. El movimiento de ajuste: sirve para graduar el espesor de la viruta el cepillado horizontal se obtiene, generalmente, mediante movimiento del útil en altura y el cepillado vertical, por movimiento lateral de la pieza que se mecaniza”.

Herramientas de corte para Limadoras Según Prof.: Néstor Horacio Castiñeira en su articulo “Limadora”. Las herramientas empleadas, son monofilo, son similares a las utilizadas en tornos. El material de estas es generalmente acero rápido o acero de herramientas. Se utilizan dos tipos de herramientas ya que este proceso de mecanizado permite hacer dos tipos de trabajo, de “Desbaste” y de “Afinado o Acabado”. En las imágenes identificamos las herramientas de corte y en la tabla su clasificación.

Caso

Tipo de Herramienta

a

Herramienta de desbastar superficies horizontales, Izquierda o Derecha

b

Herramienta de desbastar superficies horizontales, acodada, de corte Izquierdo o Derecho

c/e

Herramienta de Afinar, en punta para perfilar. Herramienta de Afinar, forma pala, para superficies Planas

f

Herramienta de tronzar, acanalar o ranurar

g

Herramienta de corte lateral y para ejecución de ángulos vivos

h

Herramienta de Ranurar, de gancho, para ranuras en “T”

i

Herramienta para ejecución de redondeamientos

j

Herramienta para ejecución de desahogos en ranurados - guiadores

k/n

Herramienta de Metal Duro (MD) y pastillas de Carburo Metálicos de características Análogas

Propiedades de las herramientas de corte: •

Dureza

•

Tenacidad

•

Resistencia al desgaste

•

Resistencia en caliente

•

Estabilidad química

Materiales de las herramientas de corte: •

Acero no aleado o de bajo C

•

Acero rápido HSS

•

Carburos cementados y recubiertos

•

Materiales Cerámicos

•

Diamantes sintéticos y Nitruro de boro cubico

Partes de la herramienta de corte: •

Cara: Es la superficie o superficies sobre las cuales fluye la viruta (superficie de desprendimiento).

•

Flanco: Es la superficie de la herramienta frente a la cual pasa la viruta generada en la pieza (superficie de incidencia).

•

Filo: Es la parte que realiza el corte. El filo principal es la parte del filo que ataca la superficie transitoria en la pieza. El filo secundario es la parte restante del filo de la herramienta.

•

Punta: Es la parte del filo donde se cortan los filos principales y secundarios; puede ser aguda o redondeada o puede ser intersección de esos filos.

Sujeción de la herramienta. El portaherramientas consta de un conjunto de elementos que sujetan y guían la herramienta. En el caso de la limadora, el órgano porta herramientas o cabezal recibe el movimiento de corte, a través del carro porta herramienta móvil (torpedo), y está compuesto de cinco partes principales: 1. Placa circular graduada e inclinable con guías a cola de milano. 2. Junto a ésta, otra placa rectangular con contra guías que colizan sobre las de la placa circular, gobernada por un manubrio a través de un sistema de tornillo y tuerca. 3. Placa porta herramienta orientable, que es bloqueable a voluntad por tuercas hexagonales, en la cual va articulada la pieza batiente. 4. Placa oscilante o batiente, junto a la cual se aprieta la herramienta con su estribo, de modo que facilite la carrera de retorno. 5. Morzeta de boca abierta o estribo con tornillo de fijación, que forman el montaje y la fijación de la herramienta. En las máquinas cepilladoras, los montantes y el carro porta herramientas transversales (traviesa móvil), soportan y guían el o los carros portaherramientas. Cada carro (puede ser uno o dos) soporta y guía una placa orientable, un cabezal, un batiente y su soporte giratorio. La sujeción de la herramienta ocurre con los estribos. Las cepilladoras poseen también carros

porta herramienta de acción lateral, ubicados en forma deslizante sobre las guías de ambos montantes. La sujeción de la herramienta debe ser lo más corta posible para evitar que la misma se flexione.

Sujeción de la cuchilla: (a) en corto (forma correcta); (b) en largo (forma incorrecta) causa que la herramienta se flexione y tienda a deteriorarse dicha herramienta. En el avance transversal, el útil o herramienta se mantiene perpendicular a la pieza que se trabaja. En este caso se levanta la placa a charnela con toda facilidad durante la carrera de retroceso del útil. Mediante la inclinación que se da al carro portaherramientas en el avance oblicuo, la placa charnela recibe una posición inclinada que es cause de que únicamente con dificultad vuelva a su asiento después de la carrera en vacío. Para evitar esto se coloca vertical el soporte de la placa citada. Cuando se trata de cepillar superficies interiores inclinadas se fija la placa charnela con una clavija con objeto de que la cuchilla no se deteriore durante el retroceso de la superficie trabajada.

Sujeción de las piezas La pieza que se va a mecanizar debe fijarse sobre la mesa de la limadora, la cual está montada en el frente del montante, y debe poder moverse en forma horizontal y vertical (en cruz). La mesa de trabajo constituye el órgano porta piezas de la limadora y la cepilladora. Se caracteriza por su forma a cajonada hueca, es de fundición y ofrece tres caras planas y perpendiculares entre sí, que vienen a constituir otras tantas superficies de referencia. La superficie de sujeción tiene que ser lo suficientemente grande. Las virutas y demás cuerpos extraños deben limpiarse antes de proceder a la sujeción. •

Las piezas pequeñas se sujetan en el tornillo de la máquina, con ayuda de piezas paralelepípedas.

•

Las piezas grandes se sujetan sobre la mesa de cepillar. Como medio de sujeción se emplean tornillos y bridas de sujeción. Las cabezas de los tornillos de sujeción tienen que ajustar bien en la as ranuras en T de la mesa y estos deben estar cerca de la pieza.

Sujeción en el tornillo (partes pequeñas)

Sujeción a la mesa de capilar (piezas grandes) (a)Apoyo correcto (b) Apoyo incorrecto

Ecuaciones para la Limadora Para la ejecución del limado de piezas por medio de la limadora se deben tomar en cuenta ciertas ecuaciones para el cálculo de la carrera y la velocidad de corte o retroceso, entre otros, con las que la limadora operará. Según Heinrich Gerling, en su libro Alrededor de las MAQUINAS-HERRAMIENTAS 3era edición. Tenemos las siguientes ecuaciones. Cálculo de velocidad •

𝑣𝐴 =

• 𝑣𝑟 =

𝐿

Velocidad de corte o avance (𝑣𝐴 ).

𝐿

Velocidad de retroceso (𝑣𝑟 ).

𝑡𝐴 𝑡𝑟

𝑣 ⋅𝑣

• 𝑣𝑚 = 2 ⋅ ( 𝑣 𝑐 +𝑣𝑟 ) Velocidad media (𝑣𝑚 ). 𝐶

𝑟

Cálculo de las dobles carreras por minuto •

𝑛=

𝑣𝑚

2⋅𝐿

Cálculo de las dobles carrera /minuto (n).

Cálculo de la longitud de la carrera •

𝐿 = 𝑙 + 𝑙𝑎 + 𝑙𝑢 Longitud de la carrera (𝐿).

Donde: 𝑙 es la longitud ...