Procesos de Manufactura155 PDF

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Description

Preguntas de repaso

2. La punta de una broca helicoidal debe ser delgada. Es necesario para: a) Disminuir el ángulo de inclinación. b) Aumentar el ángulo de inclinación.

e) Disminuir la presión axial de avance. d) Mantener un agujero perfectamente circular. 3. Durante una operación de taladrado, el trabajo cilíndrico se sujeta en: a) Mandriles. b) Boquillas.

b) Filos. d) Costillas.

5. Una broca tiene ranuras helicoidales que se extienden a todo lo largo del cuerpo de la broca. A estas ranuras también se les conoce como:

•

6. Una broca helicoidal estándar consta del siguiente número de canales helicoidales: a) Uno. e) Tres.

b) Dos. d) Cuatro.

7. El taladrado es un ejemplo de: a) Corte continuo. b) Corte oblicuo.

8. El ángulo de punta estándar de una broca es:

4. Otro nombre para las aristas de corte de una broca helicoidal estándar es:

a) Filos.

Canales.

e) Corte ortogonal.

e) Un tornillo de banco.

e) Vértice de cono.

d)

el) Corte intermitente,

d) Bloques en V

a) Flancos.

e) Cuñas.

133

b) Aletas.

l. Describa el procedimiento de taladrado de un agujero con una broca. 2. Describa la diferencia entre taladrado, escariado y perforado. 3. ¿Cuáles son los diferentes tipos de brocas que se utilizan en la industria? ¿Cómo se especifican las brocas? 4 . ¿Cuáles son las partes principales de una broca? Muestre las diferentes partes de una broca en un diagrama claro. 5. Escriba notas breves sobre: a) Brocas fraccionarias. b) Brocas por números. e) Brocas por letra. d) Broquero. e) Manguito para brocas. f) Ángulos de claro de las brocas. 6. ¿Cuáles son los diferentes métodos que se utilizan para rectificar las brocas? Explíquelos con diagramas adecuados. 7. Haga una lista de las diferentes operaciones que puede realizar un taladro. Explíquelas brevemente.

a) 60º.

e) 118º.

b) 90º. d) 136º.

9. Un escariador se utiliza para: a)

Corregir la posición del agujero.

b) Obtener una posición precisa y dar el tamaño

del agujero. e) Aumentar la profundidad del agujero taladrado. d) Obtener el tamaño y redondez precisa del agujero,

8. ¿Qué es un taladro? Nombre las diferentes partes de un taladro y explique sus funciones. 9. ¿Cuáles son los diferentes tipos de taladros? Explique su utilidad en el taller. 10. Mediante un diagrama claro, describa el funcionamiento de un taladro radial. 11. ¿Cómo se especifican los taladros? Explique el trabajo y utilidad de un taladro multihusillos. 12. Explique el funcionamiento de lo siguiente: a) Taladro manual. b) Taladro portátil. e) Taladro de pilar. d) Taladro de columna hueca. e) Taladro múltiple. f) Taladro multihusillos. g) Taladro de perforación profunda. 13. ¿Qué es el escariado? ¿Cuál es la diferencia entre taladrado y escariado? 14. Dibuje un escariador y explique las funciones de los diferentes elementos de un escariador. 15. ¿Cuáles son los diferentes tipos de escariadores? Explique su utilidad y usos en la industria.

Perforado y perforadoras

9.1

INTRODUCCIÓN

Perforado es el proceso de agrandar y ubicar agujeros previamente taladrados con una herramienta de corte de un solo filo. Aunque el taladrado es el proceso que más se utiliza para hacer agujeros, las brocas tienden a errar o desviarse de la trayectoria. Cuando se requiere precisión, al taladrado sigue el perforado y el escariado. La diferencia fundamental entre perforado y escariado es que este último es una operación de acabado en la que se retira muy poco material, mientras que en el caso del perforado la remoción de material es grande. En la figura 9.1 se muestra una operación de perforado.

9.2

Una máquina perforadora se utiliza para llevar a cabo varias operaciones, como taladrado, perforado, escariado, refrentado, torneado, fresado, formado, abocardado, avellanado y refrentado de puntos. El abocardado es el proceso de agrandar parcialmente el agujero para formar un hombro en un extremo. El avellanado es el proceso de formar un orificio cónico en la parte superior de un agujero. El refrentado de puntos es similar al abocardado, es decir, se retira una pequeña cantidad de material para producir una superficie plana de soporte para rondanas, tuercas y pernos. 9.3

Portaherramientas Herramienta de perforado

OPERACIONES REALIZADAS MEDIANTE MÁQUINAS PERFORADORAS

MÁQUINAS PERFORADORAS

Las perforadoras se pueden clasificar como sigue: a) b) e) d)

Perforadora Perforadora Perforadora Perforadora

horizontal. vertical. de precisión. de plantillas.

En este capítulo la exposición se restringe a los tres primeros tipos de perforadoras. El perforado de plantillas se explica en el siguiente capítulo. 9.4 Figura 9.1

Operación de perforado.

PERFORADORA HORIZONTAL

También se le conoce como perforadora, fresadora o taladradora horizontal.

9.4

El propósito de estas máquinas es llevar a cabo diferentes operaciones en piezas relativamente grandes que no se pueden hacer girar con facilidad. En la figura 9.2 se muestra el diagrama de una perforadora horizontal. A continuación se describen los elementos importantes de una perforadora horizontal.

Perforadora horizontal

135

a) b)

e)

d)

4

Figura 9.2

Diagrama de una perforadora horizontal:

1. Cabezal, 2. Tornillc de elevación del cabezal, 3. Husillo, 4. Bancada, 5. Mesa, 6. Columna de soporte del extremo, 7. Carro, 8. Base.

Cabezal Es la unidad más importante de la perforadora. que da soporte, guía y hace avanzar la herramienta. Los husillos de la máquina también se alojan en él. De acuerdo con el diseño, el cabezal puede contener uno o dos husillos. En el ultimo caso, uno es pesado y se mueve lentamente, mientras que el otro es ligero y se mueve con rapidez. El husillo lento se utiliza para operaciones más pesadas, mientras que el rápido se emplea para realizar trabajos ligeros. El husillo se utiliza para dar soporte e impulsar las herramientas de corte. Su movimiento se revierte fácilmente para regresar las herramientas y para cortar a derecha e izquierda con fresas axiales. Columna Consiste en un cuerpo fuertemente estructurado que proporciona soporte al cabezal móvil y lo guía hacia arriba y hacia abajo. El movimiento preciso del cabezal móvil se obtiene por medio de guías. En la mayoría de las máquinas, la columna se monta directamente en bancadas para proporcionarle alineación horizontal y vertical con respecto a las guías de la bancada. Bancada La bancada de una máquina perforadora y fresadora se fabrica con fundición de hierro rectificada. También aloja las guías. Soporta la columna, el cabezal, los soportes del extremo, la mesa, el carro y diversas flechas de control del avance. También da soporte a todos los mecanismos necesarios.

e) Figura 9.3

f)

Diferentes operaciones que se pueden

realizar con una perforadora horizontal: a) perforado de agujeros cilíndricos, b) taladrado, c) maquinado de planos verticales con una fresa de refrentado, d) maquinado de superficies planas horizontales y de forma, e) refrentado con una herramienta de un solo filo, f) corte de roscas internas con una herramienta de roscado.

Base de la columna Soporta la columna y aloja los diversos engranajes y mecanismos de transmisión. Mesa Actúa como soporte para sujetar la pieza de trabajo. Consta de varias ranuras tipo T para sujetar y fijar la pieza de trabajo. En la parte inferior cuenta con un mecanismo de avance adecuado para desplazamiento rápido en diversas direcciones. Las mesas utilizadas tienen diferentes formas y diseños. En la figura 9.4 se muestra la mesa rotatoria de la perforadora horizontal. Carro El movimiento de la mesa se efectúa en ángulos rectos con respecto al husillo, a menos que cuente con un carro, el cual se utiliza para dar movimiento compuesto a la mesa. Husillo Los husillos de perforado se apoyan sobre rodamientos de rodillos para que se mantengan perfectamente alineados. Un husillo de perforado actúa como un husillo de fresadora y se utiliza para montar sobre

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Capítulo 9

Perforado y perforadoras

9.4.1

Figura 9.4 Mesa rotatoria de una perforadora horizontal (cortesía de HMT Ltd.).

Perforadora horizontal de mesa

Es la máquina perforadora que más se utiliza. Se le llama así porque consta de una mesa sobre la que se monta el trabajo. La posición de la mesa se puede ajustar a lo largo o a lo ancho, a mano o mediante un mecanismo de poder. La máquina consta de una bancada, cabezal, columna, columna de soporte, mesa y carro. El husillo tiene movimientos de avance horizontal y rotatorio. El portaherramientas se sujeta en el husillo, que le imparte movimiento a la herramienta para llevar a cabo la operación de perforado. Es una máquina de propósito general con la que se pueden realizar diferentes operaciones, como torneado y fresado además del perforado. Pieza de trabajo

él barras de perforado, fresas de refrentado y cabezales desmontables de refrentado. Se sujeta axialmente en la parte delantera para llevar a cabo diversas operaciones precisas. En la figura 9.5 se muestra una sección transversal de un husillo de perforado. Las perforadoras horizontales se pueden clasificar de la siguiente manera:

Columna Cabezal

t

Herramienta de perforado

Columna de

a) De mesa. b) De piso.

e) De planeadora. d) De cabezal múltiple.

Figura 9.5

Figura 9.6

Perforadora horizontal de mesa.

Unidad del husillo de una perforadora horizontal (cortesía de HMT Ltd.).

9.5

9.4.2

Perforadora vertical

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Perforadora horizontal de piso 6

Las unidades básicas de esta máquina son: cabezal, columna, base de la columna, carrilera, columna de soporte del extremo y placa del piso. Una perforadora horizontal de mesa no puede aceptar piezas de trabajo muy grandes o pesadas. La máquina de piso se utiliza para sujetar piezas de trabajo pesadas. La principal diferencia entre una perforadora horizontal de mesa y una de piso es el movimiento del husillo. En esta máquina, todos los tipos de movimiento los produce el husillo por sí mismo y la bancada no se mueve. En la figura 9. 7 se muestra un diagrama de una perforadora horizontal de piso. Este tipo de máquina es de tamaño mucho mayor que el de una perforadora de mesa. 6

Figura 9.7 Perforadora horizontal de piso: 1. bancada, 2. husillo, 3. rodamiento, 4. cabezal, 5. columna, 6. fresa axial.

9.4.3

Perforadora horizontal tipo planeadora

Los elementos básicos de esta máquina son: cabezal, columna, carrilera, columna de soporte del extremo, rodadura del soporte del extremo, mesa y bancada. Su forma es similar a la perforadora horizontal de mesa, excepto por el diseño de la mesa. La mesa de una perforadora tipo planeadora se desplaza directamente sobre la bancada y se mueve de manera alterna en ángulos rectos, mientras que en el caso de la perforadora de mesa, ésta se mueve sobre un carro. La mesa se apoya totalmente sobre la bancada en todas las posiciones. En esta máquina, la mesa se mueve sobre la bancada de la misma manera que en el caso de una planeadora. Por ello se le conoce como perforadora tipo planeadora. En la figura 9.8 se muestra un diagrama de líneas de una perforadora tipo planeadora. 9.4.4

Perforadora de cabezal múltiple

La forma de esta máquina es parecida a la de una planeadora de doble cubierta, o de una fresadora tipo

Figura 9.8 Perforadora horizontal tipo planeadora: 1. Bancada, 2. Mesa, 3. Husillo, 4. Cabezal, 5. Columna, 6. Fresa axial.

planeadora. Las unidades básicas de estas máquinas son los cabezales, columnas, bancada, mesa y travesaño. A diferencia de otras perforadoras, consta de dos, tres y cuatro cabezales y dos columnas. Los cabezales se pueden hacer girar para realizar cortes angulares. La máquina consta de una mesa grande apoyada en la bancada. Se mueve alternativamente sobre la bancada con la pieza de trabajo para llevar a cabo la operación de perforado. A cada lado de la bancada se encuentra montada una columna. Un travesaño de altura ajustable forma un puente sobre la columna. De acuerdo con el diseño, se montan uno o dos cabezales transversales que se ajustan a través del travesaño. Ésta es la única perforadora horizontal que puede efectuar perforado vertical y horizontal. Ya que consta de dos, tres o cuatro cabezales, se puede trabajar en dos, tres o cuatro superficies al mismo tiempo. 9.5

PERFORADORA VERTICAL

Las perforadoras verticales se pueden clasificar como sigue: a) Fresadora perforadora vertical. b) Tomo de torreta vertical. 9.5.1

Máquina perforadora vertical

Esta herramienta se utiliza para maquinar superficies internas, externas y caras de componentes simétricos grandes, como ruedas de locomotoras y rodetes de turbinas. En una máquina perforadora vertical, la pieza de trabajo gira sobre una mesa horizontal contra una herramienta estacionaria.

138

Capítulo 9

Perforado y perforadoras

3

mientras que el carro del cabezal de la herramienta se puede hacer avanzar de manera transversal. Esta característica facilita el movimiento de la pieza de trabajo hasta cualquier posición deseada.

9.5.2

Figura 9.9 Perforadora horizontal de husillos múltiples: 1. Bancada, 2. Mesa, 3. Cabezales, 4. Columnas, 5. Travesaño.

A esta máquina también se le llama torno vertical. El mandril se localiza en un plato frontal grande y se hace avanzar contra la pieza de trabajo rotativa. En la figura 9 .1 O se muestra el diagrama de una fresadora perforadora vertical. Este diseño de máquina tiene las siguientes ventajas sobre un torno:

2 Figura 9.1 O Perforadora vertical: 1. Herramienta, 2. Bancada, 3. Mesa, 4. Columna, 5. Travesaños.

Torno de torreta vertical

Básicamente, esta máquina es similar a una perforadora vertical, excepto por el tamaño y el mecanismo de torreta que utiliza para sujetar las herramientas. También tiene un diseño similar al del torno de torreta, con diferencias mínimas. Consta de un cabezal cuyo eje se encuentra en posición vertical y un cabezal de torreta montado en los travesaños. Generalmente, dicho cabezal sostiene cinco herramientas que se pueden mover hacia adelante y hacia atrás, hacia arriba y hacia abajo. Las cinco herramientas montadas en la torreta permiten colocar en posición diversas herramientas de manera sucesiva para llevar a cabo diferentes operaciones. Las herramientas avanzan o se alejan de la mesa cuando se eleva o se baja la torreta y su corredera. La torreta se puede colocar con precisión por medio de un tornillo y una escala. Al inicio, la torreta se ajusta y se bloquea a mano en cada una de las cinco posiciones. Después de ajustar las posiciones, se fijan rígidamente. En la figura 9.11 se muestra el diagrama de un torno vertical de torreta. Esta máquina es adecuada para tornear y perforar ruedas, pistones, anillos de pistones y esbozos de engranajes. Su desventaja principal es que es dificil maquinar en él las piezas más pesadas. 9.6

PERFORADORA DE PRECISIÓN

Las máquinas perforadoras de precisión se pueden clasificar en perforadoras horizontales y verticales. Éstas

1. Se pueden acomodar piezas de trabajo más grandes, más rápido y convenientemente que en un torno. 2. La mesa y la pieza de trabajo giran en el plano horizontal. Los voladizos son mínimos y se eliminan las posibilidades de doblado. 3. Se pueden utilizar herramientas múltiples, lo que aumenta la capacidad de producción. La máquina consta de dos cabezales verticales y uno o dos laterales. Los cabezales de las herramientas se montan sobre los travesaños que se pueden ajustar hacia arriba y hacia abajo. El cabezal de la herramienta de corredera se puede mover hacia arriba y hacia abajo,

Figura 9.11 Torno vertical de torreta: 1. Bancada, 2. Mesa, 3. Columna, 4. Travesaño, 5. Carro o brazo, 6. Torreta.

9.10

son de construcción rígida, con una alineación precisa entre sus partes para producir trabajo de gran exactitud. Su diseño es similar al de otras perforadoras. En esta máquina, las operaciones se llevan a cabo con una herramienta de corte de un solo filo para maquinar superficies precisa y rápidamente. Por lo general, en esta máquina se utilizan herramientas con filo de carburo cementado y con diamante. 9.7

ESPECIFICACIONES DE UNA PERFORADORA HORiZONTAL

Las perforadoras horizontales se especifican por medio del diámetro del husillo de perforación, que varía de 75 a 350 mm. Otros elementos que se consideran para caracterizar una perforadora horizontal son: a) la altura de las columnas; b) el tamaño de la mesa; e) el recorrido del husillo, el cabezal, mesa transversal; d) la gama de velocidades; e) los avances;/) la potencia del motor; g) el espacio de piso requerido, y h) el peso de la máquina. Otra consideración importante es el peso de los componentes que puede maquinar. 9.8

a) Tipo de máquina herramienta. b) Diámetro del orificio del husillo. e) Altura de las columnas. d) Tamaño de la mesa. e) Recorrido de diversos mecanismos, como el husillo, el cabezal, etcétera. f) Gama de velocidades. g) Gama de avances automáticos. h) Potencia del motor. i) Área del espacio requerido para la máquina herramienta. j) Separación máxima entre la mesa y el travesaño. HERRAMIENTAS DE PERFORADO

Las herramientas de perforado se pueden clasificar ampliamente como herramientas de corte de tipo forjado y barras de perforado o herramientas con insertos. Por lo general, las her.amientas de corte forjadas de una pieza están construidas con acero de alta velocidad forjando la barra sólida de diferentes formas, como se muestra

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en la figura 9 .12 a). Para cortar a mayores velocidades, se utilizan herramientas con puntas de carburo insertadas o soldadas. En la figura 9.12 b) se muestra una herramienta de perforado con un diente insertado. De acuerdo con la forma, las herramientas de perforado se pueden clasificar como: a) de tipo común; b) de corte pesado, y e) herramientas especiales de perforado (para evitar la posibilidad de que la barra de perforado golpee el hombro del trabajo). En la figura 9.13 se muestran estas herramientas. De acuerdo con la forma de la nariz, las herramientas de corte también se clasifican en: a) descentrada o acodada; b) de nariz redonda de corte izquierdo, y e) descentradas de desbaste.

Portaherramienta

ESPECIFICACIONES DE UNA PERFORADORA VERTICAL

Una perforadora vertical se describe por medio de lo siguiente:

9.9

Montaje de las herramientas de perforado

Inserto

Figura 9.12

b)

a) Herramienta de perforado forjada de una

pieza, b) portaherramienta con punta insertada.

9.10

MONTAJE DE LAS HERRAMIENTAS DE PERFORADO

Los diferentes tipos de equipo que se utilizan para montar los cortadores en las perforadoras son: a) Barras de perforado. b) Cabezales de corte. e) Cabezales de refrentado.

Barra de perforado Las barras de perforado se utilizan para sujetar cortadores de perforado para operaciones de perforado. Generalmente se fabrican con acero suave. Las barras cuentan con ranuras para alojar las herramientas de perforado en uno de sus extremos. Las barras de perforado se pueden clasificar además como: a) barr...