DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA ENERGIA Y MECANICA
Procesos de Manufactura
Villafuerte Carrillo Ricardo Patricio
Fecha: 05/01/2015
RectificadoraLarectificadoraes unamquina herramienta, utilizada
para realizarmecanizadospor abrasin, con mayorprecisin dimensionaly
menoresrugosidadesque en el mecanizado por arranque deviruta.Las
piezas que se rectifican son principalmente deaceroendurecido
mediante tratamiento trmico. Para el rectificado se utilizan discos
abrasivos robustos, llamados muelas. El rectificado se aplica luego
que la pieza ha sido sometida a otras mquinas herramientas que han
quitado las impurezas mayores, dejando solamente un pequeo
excedente de material para ser eliminado por la rectificadora con
precisin. A veces a una operacin de rectificado le siguen otras
depulidoylapeado, como por ejemplo en la fabricacin de cristales
paralentes.Tipos de rectificadorasLas mquinas empleadas en el
rectificado se conocen comorectificadorasy puesto que existen
varios tipos distintos de rectificado la industria tambin cuenta
con la correspondiente multiplicidad derectificadoras.
Rectificadoras planas o de superficie
Estas mquinas son las que presentan el manejo ms sencillo, ya
que constan solamente de un carro longitudinal que otorga el
movimiento de translacin a la pieza y la muela, que imprime el
movimiento de rotacin. Se distinguen dos subtipos segn la posicin
de la muela:
a)Rectificadoras frontales:la muela gira sobre un husillo
vertical, trabaja plana contra la pieza y se desplaza con un
movimiento rectilneo. Se utilizan generalmente para la eliminacin
rpida del material, aunque algunas mquinas pueden lograr una
elevada precisin. 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 precisin en superficies planas sencillas,
superficies abocinadas o inclinadas, ranuras, superficies planas
prximas a hombros, superficies empotradas y perfiles.
Rectificadora frontal y tangencial
Las piezas mecanizadas con este tipo de rectificadoras son, por
ejemplo, cojinetes, matrices, guas, placas, aros o segmentos de
pistn, moldes, pines y perfiles para utillajes. Las dimensiones de
las piezas pueden variar entre 40 cm y 6 metros de largo, y entre
70-80 cm y 1 metro de largo, lo que da una idea de las dimensiones
y solidez de las mquinas.
Partes-rectificadora-plana-tangencial
Rectificadoras cilndricas
Larectificadora cilndricapuede funcionar de una variedad de
formas, sin embargo, la pieza debe tener un eje central de rotacin.
Esto incluye pero no se limita a las formas tales como un cilindro,
un cono, una elipse, una leva o un cigeal. Tambin se distinguen
varios subtipos:
Rectificadoras cilndricas externas:el rectificado se realiza en
la superficie externa de una pieza entre centros, los cuales
permiten la rotacin de la misma. A su vez, la muela tambin gira en
la misma direccin cuando entra en contacto con la pieza, tal como
muestra la siguiente figura.
Rectificado-cilndrico-externo
Donde: a) representa el movimiento de rotacin de la muela b)
representa el movimiento de rotacin la pieza c) representa el
avance en profundidad que determina el espesor de la viruta d)
representa el avance lateral, ya sea de la pieza (esquema 1) o de
la muela (esquema 2).
Rectificadoras cilndricas 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 metlico sostiene a la pieza,
imprimindole el movimiento, como indica la siguiente figura.
Rectificado-cilndrico-interno
Donde: a) cabezal del husillo portapieza b) anillo metlico de
sujecin c) pieza;d) muela;e) husillo portauelaf) cabezal del
husillo portamuela.
Rectificadoras sin centros:este tipo de mquinas rectifican
piezas cilndricas de dimensiones pequeas, 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
sujecin (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 est inclinada un cierto ngulo de entre 1 y 5
grados, dependiendo de la dureza del material a rectificar y del
dimetro de la pieza. La figura de abajo muestra un esquema del
proceso.
Rectificado-sin-centros
Donde: a) gua;b) muelac) muela de arrastre y se observa la pieza
cilndrica entre ambas muelas.
Rectificadoras universales
Se trata de las mquinas que ofrecen mayor capacidad de trabajo,
ya que mecanizan cuerpos de revolucin. Con estas mquinas de gran
robustez y envergadura se logra el rectificado tanto de exteriores
como interiores de rboles de levas, cigeales, interiores de
cilindros, conos, camisas y muchas otras piezas.El carro
longitudinal de la mquina proporciona el movimiento de traslacin a
las piezas en rotacin a travs de su avance y retorno automtico
provisto por un mecanismo hidrulico, mientras las muelas reciben el
movimiento de rotacin, opuesto al de la pieza. La dureza o las
caractersticas de las piezas definen la velocidad de rotacin del
eje por medio de reguladores de velocidad. La figura de abajo
esquematiza las partes principales de una rectificadora
universal.
Partes-rectificadora-universal
Rectificadoras especiales
Para el rectificado de piezas con cierta geometra mecnica o que
contienen orificios y que no pueden girar sobre s mismas se
utilizan mquinas especiales, cuyo tamao es por lo general de
pequeas dimensiones y envergadura, que reciben el nombre de
rectificadoras especiales. Poseen un husillo vertical (a veces
denominadohusillo planetario) cuya muela, adems de girar, realiza
una traslacin circular. Estas mquinas se utilizan, por ejemplo,
para rectificar una infinidad de piezas, tales como, entre otros,
dientes de engranajes, perfiles, ruedas dentadas, roscas, cilindros
de laminacin, guas de bancada, pastillas de freno, estras,fresas
madre, rodamientos, radios, labes de turbina y trenes de aterrizaje
de aviones.
Rectificadoras con sistema de control CNCHoy en da, el avance
tecnolgico ha introducido en el mercado lasrectificadoras con
control CNCpara todos los tipos vistos ms arriba, las cuales renen
una serie de ventajas con respecto a las convencionales, entre las
que podemos mencionar: Unificacin de movimientos para el
rectificado (superior, frontal e inferior) en una sola mquina.
Total automatizacin, con mnima intervencin del operario. Mayores
dimensiones de la mquina, lo que posibilita rectificar piezas de
gran tamao. Sistemas de sujecin magntica de la pieza.
Disponibilidad de diversas formas de bancadas o mesas de trabajo.
Mejoramiento de los tiempos y la precisin del rectificado.
Incorporacin de servomores para cada eje, lo que permite un
posicionamiento ms preciso de la pieza. Control automtico del
estado de las muelas. Posibilidad de programar coordenadas
cartesianas y establecer la distancia exacta de rectificado.
Funcionamiento en un entorno cerrado, sin proyeccin externa de
virutas, polvo o residuos.Rectificadoras-CNC
Muelas de rectificarLamuela de rectificares
unaherramientaabrasiva utilizada para el arranque devirutadentro de
las operaciones demecanizadocon abrasivos. La operacin que se
realiza con las muelas es el denominadorectificadoen el que se
elimina material por medio de esta herramienta.El proceso de
rectificado se emplean en materiales de gran dureza pudiendo
eliminar cantidades muy pequeas de material, lo que hace posible
que lasmedidasestn dentro de rdenes de 10-6m y alcanzan una
rugosidad superficial muy pequea. De esta manera se pueden cumplir
lmites de tolerancias que por otros procesos de mecanizado no sera
posible alcanzar como por ejemplo IT5 frente a IT8 en cilindrdo
exterior que se consegua en eltorno.No obstante, tambin se pueden
utilizar en materiales blandos, pero adaptndose en cada situacin a
las caractersticas pertinentes.
Denominacin de muelas
Una muela est constituida por el grano abrasivo y el
aglutinante.1-ABRASIVOEstn compuestas por granos abrasivos
aglomerados en dispersin en un cemento que define la forma de la
herramienta. Los granos representan infinitos filos que, al actuar
con elevada velocidad sobre la pieza en elaboracin, arrancan
minsculas partculas de material. Este modo de trabajar indica
tambin los requisitos que deben poseer los abrasivos: dureza,
resistencia al desgaste y resistencia a la rotura.
Los abrasivos utilizados actualmente son artificiales. El
Alundum (hasta 99 % de Ah03 cristalizado) conocido en el comercio
tambin con los nombres de Corundum, Coralund, Aloxite y Alucoromax,
se utiliza generalmente para trabajar aceros. El carburo de silicio
(SiC) conocido como Carborundo. Crystolon y Carborite, ms duro,
pero menos resistentes a la rotura, se utiliza para materiales
dursimos que son poco tenaces (fundiciones y carburos metlicos) o
materiales blandos (aluminio, latn y bronce). El Boroln es el
abrasivo artificial ms duro y resistente que se conoce.La dimensin
de los granos est vinculada a la utilizacin de la muela: para
muelas desbastadoras se emplea grano grueso; para operaciones de
rectificado se pasa de los granos medianos a los finos, hasta
llegar a los polvos utilizados para el pulido. El nmero ndice del
grosor de los granos expresa el nmero de hilos por pulgada
contenido en el ltimo cedazo separador atravesado (los granos ms
finos llegan hasta 240 hilos).Las caractersticas ideales del grano
abrasivo son: Que todos los granos tengan el mismo tamao, ya que
esto afecta al acabado superficial final. Que sean tenaces. Que
sean duros, para poderlos emplear en materiales duros. Que sean
granos resistentes al desgaste.Los tipos de abrasivos ms empleados
son: Alundum oCorindn(Al2O3) Diamantenatural o sinterizado
Borazn(NB) Carborundum(CSi)Segn sudurezase usa para materiales
tales como aceros o hierros (los ms blandos) hasta el afilado de
metales duros y aceros de matricera (los ms duros).Designacin del
tamao de grano
2-AGLUTINANTEElaglutinante, como su nombre indica, es el
encargado de hacer permanecer unidos a los granos de abrasivo
durante las operaciones de rectificado. La principal caracterstica
de los aglutinante es su capacidad de conservar el abrasivo ante
los esfuerzos de corte yfuerzas centrifugas.Las caractersticas
ideales del aglutinante son: Que sean resistentes al ataque de los
fluidos de corte. Que sean resistentes al calor. Que sean
tenaces.Los tipos de aglutinante ms utilizados son: Cermico: son
los ms empleado en la industria. No se ven afectados por el
ambiente pero son frgiles. Son mezclas de feldespatos, arcillas y
cuarzo tratados entre 1300 y 2000C. La velocidad mxima perifrica
que admiten sin perder el abrasivo es 30m/s. Aglomerantes orgnicos
y resionides: poseen mayor flexibilidad y tenacidad que los
anteriores. Son cauchos, bakelitas, gomas o lacas. La velocidad
mxima perifrica que admiten sin perder el abrasivo es 80m/s.
Metlicos: formados por discos de algn matrial en cuaya superficie
se pone una capa de material ms blando (tpicamente Aluminio) donde
se encuentra disperso un superabrasivo. La velocidad mxima
perifrica que admiten sin perder el abrasivo es 250m/s. Minerales:
son los ms baratos pero presentan problemas al ser hidroscpicos por
lo que no se utilizan en la industria.Las muelas de bajo grado se
suelen emplear para: Velocidades de muela altas. Velocidades de la
pieza bajas. Superficies de contacto entre material y muela
amplias. Materiales muy duros.En cambio, las muelas de alto grado
se suelen emplear para: Velocidades de muela bajas. Velocidades de
la pieza altas. Superficies de contacto entre el material y muela
pequeas. Materiales blandos.
Estructura de la muelaLa estructura es la densidad de granos
dentro del aglomerante y los poros que tiene.Por una parte, los
granos pueden estar juntos y no existir espacios sin aglomerante
siendo as una estructura muy cerrada. Por otra parte, pueden estar
separados y que tenga una gran porosidad siendo as una estructura
abierta.Las muelas con muchos poros permiten la utilizacin de
granos finos, por lo que circula mejor el lquido refrigerante,
tienen mayor velocidad de rotacin y son muy buenas para el
rectificado de piezas que con el sobrecalentamiento pudieran
estropearse. El lado negativo, es que su productividad es baja.
De la misma forma, es importante que tengan en cuenta los granos
de las muelas recordando que, cuanto ms fino se desee el acabado,
mayor nmero de granos debe contener la piedra:
Numero de granos de piedra
Formas de las muelas
Existen variedad de formas de las muelas para el rectificado,
cada una con un uso especifico. Para rectificar superficies
cilindricas se emplean la a) y la b), para el rectificado plano se
emplean las muelas de la forma c), para el afilado de herramientas
se emplea la d), para afilar herramientas tambin y sierras se
emplea la e), para desbardar fundiciones se emplean la f) y la g),
la h) como su nombre indica para rectificar filetes deroscasy
finalmente la i) para rectificar perfiles o dar formas.
Bibliografa
http://www.metalactual.com/revista/13/maquinaria_muelas.pdf
http://www.ehu.eus/manufacturing/docencia/729_ca.pdf
http://www.demaquinasyherramientas.com/maquinas/rectificadoras-tipos-y-usos
https://johnguio.files.wordpress.com/2013/11/exposicic3b3n-rectificado.pdf
http://es.wikipedia.org/wiki/Muela_de_rectificar
http://es.wikipedia.org/wiki/Rectificadora
