PROCESO DE RECTIFICADO GRINDING PROCESS

Edwin Salinas Giraldo1, Daniel López delgado2, Daniel pedrao3

1,2,3 Universidad Escuela Colombiana de Carreras Industriales (ECCI)Asignatura de procesos II

Faculta de Ingeniería Mecánica.

RESUMENEs normal que en ciertos procesos de la industria metalmecánica, se requieran altos grados de calidad en las medidas y tolerancias: dimensionales, geométricas, o de acabado superficial etc. El mecanizado de piezas por abrasión es uno de los tres procesos de mecanizado que eliminan material de una pieza a fin de darle forma y modelarla de acuerdo a su aplicación posterior. Se diferencia de los otros procesos de mecanizado porque la remoción de material es relativamente pequeña, por lo que se trata más bien de un proceso de acabado de piezas y la herramienta que se emplea para ello es una muela abrasiva, constituida por granos de cuarzo, carburo de silicio, carborundum o corindón y un aglutinante. Las máquinas empleadas en el rectificado se conocen como rectificadoras y puesto que existen varios tipos distintos de rectificado la industria también cuenta con la correspondiente multiplicidad de rectificadoras. [1]

Palabras claves: Rectificado, abrasivo, arranque de viruta, acabado superficial, aglutinante,

ABSTRACTIt is normal in certain processes of the metallurgical industry, high levels of quality required in measurements and tolerances: Dimensional, geometric, or surface finish etc.The abrasive machining of parts is one of the three machining processes which remove material from a workpiece to shape it and shape it according to their subsequent application. It differs from other machining processes for the removal of material is relatively small, so it is more of a finishing process of parts and the tool used for this is a grinding wheel, consisting of quartz grains, silicon carbide, carborundum and corundum and a binder. The machines used in grinding and grinding are known as because there are several different types of grinding industry also has the corresponding multiplicity of grinding. [1]

Keywords: Grinding, abrasive, chip removal, surface finish, binder

1. INTRODUCCIÓN

El proceso de rectificado consiste en la eliminación del material superficial de una pieza por un método abrasivo. Esta abrasión se produce por medio de una muela, a la que se adhiere en su superficie una arenilla abrasiva, que gira a gran velocidad sobre la pieza. Los granos abrasivos actúan como elementos de corte individuales, quitando pequeñas limaduras de la pieza. Estos elementos abrasivos suelen consistir en

granos de diamante, óxido de aluminio o carburo de silicio, que permanecen sujetos a la muela con algún aglutinante resinoso o vítreo [2]

2. Marco teórico

2.1 Definición

Rectificado significa abrasión por fricción. Durante la operación, el material se retira por medio de una rueda giratoria. Este proceso es

similar al fresado, excepto por la geometría del proceso de corte. Las ruedas de rectificado constan de un gran número de abrasivos que actúan como cortadores para la remoción de metal. Inicialmente, el rectificado se utilizo para retirar pequeñas cantidades de material de las piezas de trabajo. Dentro de las diferentes aplicaciones del proceso de rectificado se obtienen mecanizados de precisión con tolerancias en μm, acabados superficiales menores a 2 μm e ideal para el mecanizado de materiales duros. [3]

2.2 Generalidades del procesos

El rectificado tiene por finalidad corregir las imperfecciones de carácter geométrico y dimensional que se producen durante las operaciones de manufactura de las piezas, ya sea por mecanizado o por tratamiento térmico. Este último caso es especialmente importante para el acero, ya que las piezas son calentadas y sumergidas en un baño de enfriamiento con lo cual sufren deformaciones más o menos pronunciadas. Por lo tanto, con el rectificado se puede corregir: excentricidad, circularidad, rugosidad, etc. y por otro lado llevar las dimensiones de una pieza a las tolerancias especificadas según su diseño. [3]

Figura 1. Esquema general del rectificado plano o tangencial.

2.3 Herramientas abrasivas en el proceso de rectificado.

Está constituida por dos tipos de elementos como muestra la figura 2:

Mordiente o abrasivo. Ligante, cemento, o aglomerante.

Figura 2. Descripción de la muela

También forman parte importante de la muela, los espacios vacíos o poros Los granos ubicados en la superficie de la muela son los cortantes o activos, y sus aristas se van desgastando con el uso, reduciendo la capacidad de corte. Simultáneamente aumenta la fuerza sobre los granos, la que puede ocasionar su desprendimiento o fractura, apareciendo en la superficie nuevos filos. Si esto ocurre, se dice que la muela posee la propiedad de “autoafilado“. [4]

2.4 Características de la muela.

Para caracterizar a la muela seleccionada en cada caso especifico, aparte de su forma y dimensiones, se consideran los siguientes elementos:

Tipo de abrasivo. Tamaño de grano. Grado de dureza Estructura

Tipo de abrasivo.

a) Naturales: cuarzo, sílice, esmeril y corindón. Estos dos últimos están formados por 50 a 65 % y 70 a 90 % de Alúmina (A12 03) respectivamente, siendo el último más duro. Debido a las impurezas que contienen, la acción de corte de los abrasivos naturales se ve disminuida, como así también la uniformidad de las muelas

b) Artificiales: Son los empleados con preferencia para muelas: Alúmina; Carburo de Silicio (CSi); Nitruro de Boro cúbico (CBN); Diamante negro (CBo). Por tal motivo nos referiremos específicamente a ellos. Los dos primeros son considerados convencionales y los dos últimos están destinados para materiales y operaciones específicas.

Tamaño de grano.

Los granos de tamaño grande producen virutas mayores que los granos pequeños. Por lo tanto las huellas sobre la superficie de la pieza son más bastas cuando los granos son más grandes. Para obtener terminaciones superficiales mas lisas se utilizan granos finos. El tamaño del grano se asigna de acuerdo a la malla del tamiz por la cual pasa libremente.

Grado o dureza

Esta característica se refiere a la tenacidad del ligante. Este tendrá mayor dureza o grado si exige mayor fuerza sobre el grano para conseguir su desprendimiento de la muela. Si la dureza ha sido bien seleccionada, la muela se autoafilará adecuadamente, dejando desprender los granos embotados (desgastados) y exponiendo granos nuevos.

Estructura

Determina las proporciones volumétricas ocupadas por el abrasivo, el ligante, y los espacios vacíos. El espacio entre granos regula el porcentaje de abrasivo que constituye a la muela, pero para una cantidad fija de este, la estructura de la muela dependerá de las cantidades correspondientes al material ligante y a los espacios vacíos.[5]

2.5 Operaciones y maquinas empleadas

2.5.1) Rectificadoras planas o de superficieEstas máquinas son las que presentan el manejo más sencillo, ya que constan solamente de un carro longitudinal que otorga el movimiento de translación a la pieza y la muela, que imprime el movimiento de rotación. Se distinguen dos subtipos según la posición de la muela:

a) Rectificadoras frontales: la muela gira sobre un husillo vertical, trabaja plana contra la pieza y se desplaza con un movimiento rectilíneo. Se utilizan generalmente para la eliminación rápida del material, aunque algunas máquinas pueden lograr una elevada precisión.

Figura 3 Rectificadora frontal

b) Rectificadoras tangenciales: la muela gira sobre un husillo horizontal, trabaja de canto sobre la pieza y se desplaza con un movimiento circular y pendular. Se utilizan para trabajos de alta precisión en superficies planas sencillas, superficies abocinadas o inclinadas, ranuras, superficies planas próximas a hombros, superficies empotradas y perfiles.

Figura 4 Rectificadora tangencial

2.5.2 Rectificadoras cilíndricas

La rectificadora cilíndrica puede funcionar de una variedad de formas, sin embargo, la pieza debe tener un eje central de rotación. Esto incluye pero no se limita a las formas tales como un cilindro, un cono, una elipse, una leva o un cigüeñal. También se distinguen varios subtipos:

a) Rectificadoras cilíndricas externas: el rectificado se realiza en la superficie externa

de una pieza entre centros, los cuales permiten la rotación de la misma. A su vez, la muela también gira en la misma dirección cuando entra en contacto con la pieza, tal como muestra la siguiente figura.

Figura 5 Rectificado cilíndrico externo

b) Rectificadoras cilíndricas internas: el rectificado se realiza en el interior de una pieza. La muela abrasiva es siempre menor que el ancho de la pieza. Un anillo metálico sostiene a la pieza, imprimiéndole el movimiento, como indica la siguiente figura.

Figura 6 Rectificado clindrico Interno

c) Rectificadoras sin centros: este tipo de máquinas rectifican piezas cilíndricas de dimensiones pequeñas, como casquillos, bulones o pasadores. El mecanismo consta de dos muelas que giran en el mismo sentido, entre medio de las cuales se coloca la pieza, sin sujeción (por eso el mecanismo se denomina “sin centros”) que gira en sentido opuesto al de las muelas, impulsada por el movimiento de la muela de arrastre, que está inclinada un cierto ángulo de entre 1 y 5 grados, dependiendo de la dureza del material a rectificar y del diámetro de la pieza.

Figura 7 Rectificadora frontal

2.5.3 Rectificadoras universales

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

Figura 8 Rectificadora universal

2.5.4 Rectificadoras con sistema de control CNC

Hoy en día, el avance tecnológico ha introducido en el mercado las rectificadoras con control CNC para todos los tipos vistos más arriba, las cuales reúnen una serie de ventajas con respecto a las convencionales

Figura 9 Rectificadora CNC

3. Discontinuidades o defectos en la pieza

La energía consumida en este tipo de mecanizado es veinte veces superior a la de un proceso convencional, provocando de estas maneras altas temperaturas en el proceso tanto para la pieza como para la muela, encontrando de esta manera un punto muy desfavorable y muy a tener en cuenta a la hora de realizar el proceso ya que este calor es quien provoca problemas del tipo: quemaduras, grietas superficiales, tensiones residuales, modificaciones en la microestructura superficial y errores dimensionales, por lo que en el rectificado es imprescindible y el uso de fluidos de corte con la función de refrigerante, así como también de lubricante. La energía utilizada se distribuye en la mayor parte en la pieza, con un alto porcentaje, seguido a un nivel mucho mas bajo por la herramienta y finalmente el resto de calor se lo lleva la viruta creada.

Figura 10 discontinuidades en el proceso de rectificado

4. CONCLUSIONES

REFERENCIAS

[1] ¿Cómo funcionan las rectificadoras?Disponible:http://www.demaquinasyherramientas.com/maquinas/rectificadoras-tipos-y-usos

[2] Manufactura, ingeniería y tecnología 2 edición, Serope kalpakjian, Steven R. schmid

[3] Julio Serrano, Fernando Romero, Gracia Bruscas , Carlos Vila. Tecnología mecánica: Procesos de conformado con arranque de viruta y soldadura de metales: Publicaciones UJI

[4] Mecanizado por Arranque de Viruta“Rectificado”, Escuela técnica superior de Ingeniería.

[5] Fundamentos de manufactura moderna,MIKELL P. GROOVER.