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CEPILLADO
1. Las maquinas para cepillado (en general llamadas cepillos) se utilizan principalmente para producir superficies planas horizontales, verticales o inclinadas. Algunas veces también se producen superficies irregulares o curvas. Para cepillar se le imprime movimiento alternativo a una herramienta (buril) con la ayuda de un mecanismo provisto en las maquinas que cambian el movimiento circular a movimiento alternativo. Las virutas se arrancan de la pieza en forma de cintas por virtud del movimiento principal rectilíneo. La cepilladora llamada también planeadora, máquina de planear o simplemente acepilladora, es una de las máquinas de herramientas básicas de la industria mecánica, cuya invención el francés Nicolás Focq creó en 1751 la primera máquina de cepillar metales. Pero fue a principios del siglo XX, a causa del fuerte desarrollo industrial, cuando se hizo necesario mejorar la forma de planear planchas de hierro, que tradicionalmente se realizaba manualmente, mediante el uso de cincel y lima. Por el mismo motivo se buscó una solución, para realizar chaveteros en poleas y engranajes, que se abrían manualmente con buril y lima.
Fig.1 Primera maquina cepillodora inventada por nicalas focq Para mecanizar chaveteros, el ingles Maudslay construye en 1803, una mortajadora diseñada por Brunel. En 1817, Richard Roberts construye el primer cepillo puente de uso industrial, para mecanizar piezas de 1320 x 280 mm. de accionamiento manual a volante y piñón cremallera.
Fig. 2 Primera cepilladora con mesa inventada por James fox.
Para la fabricación de material de su fábrica textil, el inglés James Fox, construye en 1820, un cepillo puente con desplazamiento de mesa; con capacidad para mecanizar piezas de 3120 x 560 mm. En 1833 construye otro modelo de medidas más reducidas. La mortajadora construida en 1830, por "Sharp, Roberts Co." representó un avance al incorporarle un plato divisor.
Fig.3 Mortajadora construida por Sharp Roberts. En 1834, el ingeniero francés Morinière de "Manufactures des glaces de Saint Gobain" construye un cepillo con mesa fija y movimiento del puente porta herramientas, para mecanizar piezas pesadas de 4000 x 3000 mm. Poco despues Joseph Whitworth, construye un cepillo puente con movimiento de mesa accionada a mano con manivela, y en 1836 un modelo perfeccionado, movido por transmisión y poleas,que fue la base para posteriores desarrollos. Las cepilladoras se construyen en una gran diversidad de tamaños; las medidas del plato oscilan entre 24” (610mm) y 100 pies (30.5 m); además el tamaño de una acepilladora viene determinado por las medidas de la pieza más grande que puede estacarse sobre su mesa y que puede pasar por debajo del travesaño y entre montantes. Aunque es posible que las piezas pequeñas se sujeten en un tornillo de mordazas para ser mecanizadas en la acepilladora, por lo general no se considera económico este método de sujeción. La fresadora ha absorbido muchos de los trabajos sobre piezas pequeñas que antes se efectuaban en la acepilladora, pero cuando la pieza es pesada, difícil de maniobrar, de una forma poco corriente, demasiado extensa para ser obtenida por limado y es necesario mecanizar con precisión una superficie plana, la acepilladora es todavía la mejor máquina que puede usarse siendo una herramienta muy versátil que puede realizar una gran variedad de trabajos. Por esta razón se ve todavía con bastante frecuencia en muchos talleres de mecanizado.
1.2 CEPILLADO EN PIEZAS. En las cepilladoras se mecanizan superficies planas exteriores horizontalmente cualquier forma y dimensión.
de
Fig.4 Tipos de piezas cepilladas. a) y b) Listones de guía; c) guía en forma de cola de milano; d) punzón en forma de I 2. PROCESO DE TRABAJO DE LA CEPILLADORA La condición para el arranque de viruta con herramientas de corte son los movimientos respectivos de la pieza y de la herramienta entre sí. Cada viruta producida tiene tres dimensiones: longitud, anchura y espesor. Cada dimensión exige un movimiento de trabajo, de tal forma que las máquinas herramienta, en este caso la cepilladora, desarrolla siempre tres movimientos de trabajo. Estos tres movimientos de trabajo son: El movimiento principal o movimiento de corte: es realizado por el útil de cepillar. Se distingue entre carrera de trabajo y carrera en 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 el que da lugar al espesor de viruta. 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. En el cepillado horizontal se obtiene, generalmente, mediante movimiento del útil en altura y en el cepillado vertical, por movimiento lateral de la pieza que se mecaniza
3. PARTES IMPORTANTES DE UNA CEPILLADORA En la mayoría de éstas, la acción es en cierto modo opuesta a la del limado, pues aquí la pieza se mueve en o con una, o varias, herramientas de corte único inmóviles. En estas máquinas el conjunto de pieza y mesa forman una masa pesada que debe recibir un movimiento alternativo a velocidades relativamente bajas; por ello, se emplean varios cabezales, a menudo con herramientas múltiples cada uno, Además, muchas acepilladoras están dotadas de unos cabezales dispuestos de modo que puedan cortar en las dos direcciones de movimiento de la mesa. Pese a ello, como las herramientas son exclusivamente de corte único y las velocidades de corte son muy bajas, la productividad de las acepilladoras es reducida en comparación con las de otras máquinas herramienta.
Bancada: Es una gran pieza fundida en forma de caja que constituye la parte más robusta de la máquina, la cual soporta todo el conjunto y debe absorber las vibraciones que se producen en los cambios de sentido de movimiento de la mesa, que se desliza sobre guías. La calidad de ejecución de estas guías es de lo que depende en gran parte la precisión de la máquina. Mesa: Es una pieza fundida de grandes dimensiones y forma rectangular que va montada encima de la bancada, sobre guías en V, sirviendo para fijar la pieza. Su superficie superior va provista de agujeros o ranuras para enganchar los rios de fijación de las piezas que han de ir firmemente sujetas a la mesa. También deben ser robustas para resistir el peso de las piezas y los esfuerzos desiguales que producen los medios de fijación de las piezas. Montantes ó Columnas: Los montantes o columnas, juntos con el travesaño constituyen una gran pieza fundida que se dispone verticalmente; entre ambos montantes de esta pieza quedan la mesa y la bancada. Los montantes o columnas sostienen el mecanismo para la maniobra de los cabezales de herramienta. Guía Transversal: La guía transversal, o puente, es un elemento que va montado en posición horizontal sobre guías verticales de los montantes. Su objeto es sostener los cabezales de herramienta verticales, los cuales, por medio de tornillos de avance (uno para cada cabezal) pueden moverse de izquierda a derecha. El puente se mueve hacia arriba y hacia abajo por medio de husillos de elevación situados dentro de las guías de las columnas. Carro: el carro es un elemento ajustado a las guías del puente. En su superficie frontal tiene guías a las que se ajusta el cabezal de herramienta, junto con un tornillo de avance vertical que sirve para dar movimiento vertical a dicho cabezal. Hay dos carros, uno para el cabezal izquierdo y otro para el cabezal derecho, pudiéndose maniobrar cada uno independientemente del otro. Cabezal: El cabezal de herramienta es un elemento que va unido al carro y que contiene el portaherramientas, el cual, a su vez, sujeta a las herramientas de corte. El portaherramientas va articulado mediante charnela al cabezal de forma que, en la carrera de retroceso de la mesa, se levanta la cuchilla a fin de que deslice sobre la parte superior de la pieza. Esto evita que el filo de la herramienta se deteriore y permite que el avance automático transversal se efectúe sin interferencia. Hay tres cabezales de herramienta, dos en posición vertical en el puente y el otro en posición horizontal sobre el montaje debajo del puente.
La corredera cruzada o cruceta: Es un vaciado en forma de riel que se encuentra al frente de la columna. Su función es la de permitir movimientos vertical y horizontal de la mesa. El Portaherramientas: El grupo portaherramientas, que va fijado al carro, además de soportar y sujetar la herramienta, posee los órganos de regulación en altura de la herramienta y puede girar alrededor de su eje horizontal. En el grupo parcialmente seccionado de la figura se han representado, esquemáticamente, los elementos que constituyen el portaherramientas.
4. ACCIONAMIENTO DE LAS CEPILLADORAS Son diferentes los métodos por los cuales las acepilladoras son accionadas; entre estos tenemos: 4.1 MECANISMO DE ENGRANE-CREMALLERA Utilizado en cepillos de mesa, el mecanismo consiste de una cremallera montada en la parte inferior de la mesa, la cual es accionada por un engrane que proporciona el movimiento a la mesa, el movimiento al engrane es proporcionado por un motor a través de una caja de velocidades. La inversión de la marcha es realizada por medio de un sistema de embrague (clutch). La velocidad en la carrera tiende a ser constante, a excepción de los extremos en donde existe desaceleración, llega a cero y luego aceleración.
Fig. 6 Mecanismo de Engrane-Cremallera 4.2 SISTEMA DE TORNILLO SIN FIN
Se adapta principalmente al cepillo de fosa ya que toda su longitud es aprovechada y no como los otros sistemas que requieren un doble espacio. Su marcha es uniforme con periodos de desaceleración y aceleración en los extremos. 4.3 MECANISMO HIDRÁULICO Es un sistema muy ventajoso por la suavidad de su marcha, su velocidad es uniforme y sobre todo que los impactos en el cambio de sentido del carro o la mesa son totalmente amortiguados, se adapta a los cepillos de codo y de mesa. Este sistema es accionado por medio de un motor de velocidad constante e irreversible que acciona a una bomba hidráulica. El aceite empleado en esta unidad de fuerza es continuamente filtrado a medida que pasa por los tubos hasta el depósito hidráulico; el sistema es completamente estancado para evitar la entrada de suciedad, y solo se usan tubos y rios de unión para presión hidráulica elevada, a fin de evitar las fugas de aceite. Su principal desventaja y por lo cual no es de uso común es su alto costo de mantenimiento. 4.4 MECANISMO DE BRAZO OSCILANTE Para realizar el trabajo estas máquinas deben transformar el movimiento giratorio del motor eléctrico en movimiento rectilíneo del carro. La transformación se obtiene mediante un sistema de biela oscilante. A través de un cambio de velocidades el movimiento giratorio del motor se transmite a un volante (a) que comanda a una biela oscilante (b), la cual oscila en el perno (d). Este último viene arrastrado por el movimiento de un botón de la manivela (c) arrojado en una acanaladura del volante (a). El botón de la manivela recorre una trayectoria circular (i) con movimiento uniforme, y deslizándose en una platina que está en el interior de la acanaladura de la biela (b), esta transmite a la biela (f) el movimiento alterno del carro portaherramientas (e). La variación de la amplitud de la carrera de trabajo se obtiene desviando el botón de la manivela (c) radialmente sobre el volante (a) y transmitiendo el mando por medio del paso de engranajes cónicos (g). El botón de la manivela (c), que se desliza con un movimiento circular uniforme, recorre la circunferencia (i) y arrastra la leva de la biela con movimiento alterno pendular hacia adelante y hacia atrás. La carrera de la extremidad oscilante de la biela va de derecha a izquierda en el tiempo que necesita el botón de la manivela para recorrer el arco LMN. La carrera de izquierda a derecha de la extremidad de la biela se efectúa en el tiempo que necesita el botón de la manivela para recorrer el arco NOL. Es claro que el tiempo empleado por la extremidad de la biela para efectuar una carrera de derecha a izquierda es mayor que el tiempo empleado para efectuar una carrera de izquierda a derecha. Se comprende porque la primera es la que corresponde al trabajo y la segunda a la carrera en vacio. La desventaja de este sistema es que su velocidad no es constante a lo largo de la carrera, llega a un máximo y retorna a cero con un movimiento de desaceleración, lo mismo sucede para el retroceso pero el movimiento lo hace más rápido.
. Fig. 7 Mecanismo de retorno rápido
Fig. 8 Mecanismo de Brazo Oscilante
5. DISEÑO Y TIPO DE CEPILLADORAS La mayor parte de los cepillos se han diseñado con una columna vertical que se usa para soportar la corredera, mesa y los mecanismos de impulso y alimentación. En algún momento de su desarrollo se llamaron de columna o pilar. Sin embargo, puesto que el diseño de tipo de columna se ha generalizado tanto en la construcción de cepillos, los fabricantes consideran que este hecho ya se ha convertido en conocimientos generales de la industria de máquinas. Por tanto se han empleado ya términos más significativos y específicos para clasificar estas máquinas y que indican o señalan algunas características específicas en el diseño de su producto. Algunos tipos de cepillos comúnmente usados se han diseñados para desarrollar trabajos de alguna clase definida, con la mayor efectividad posible. Entre los diseños menos comunes se encuentran el cepillo de cabeza móvil y el cepillo de corte de jalón. La clasificación de estas máquinas se ha visto influida por la acción de la máquina durante la operación de corte. Por ejemplo, en el cepillo de cabeza móvil, contrariamente al procedimiento general, la corredera y la herramienta, en lugar del trabajo (pieza bruta), se mueven cuando se conecta la alimentación automática. Con la limadora de tracción el material se corta en la carrera de regreso en lugar de la de avance. En otro grupo de clasificación se ha basado sobre el tipo de mecanismos de impulso que se utiliza en su fabricación. Por ejemplo, los cepillos en que el movimiento recíprocamente de la corredera se produce por medio de manivela y perno, principalmente en el engrane, en el movimiento de la máquina, reciben el nombre de cepillos de manivela. Similarmente los cepillos de engrane reciben este nombre debido a una serie de engranes y cremallera que se encuentra en la parte inferior de la corredera y que mueven a la herramienta de corte sobre el trabajo o pieza bruta. En el cepillo vertical se tiene aún otra característica de construcción de diseño, responsable del nombre. La herramienta de corte se mueve en dirección vertical, en contraste con el movimiento horizontal habitual de la corredera. De acuerdo a su diseño y funcionalidad, se clasifican en Cepillo de Codo y de Mesa. 5.1 CEPILLO DE CODO Es una máquina con una herramienta de corte alternativa, del mismo tipo que la del torno, la cual efectúa un corte rectilíneo. Moviendo la pieza a través de la trayectoria de esta herramienta, se genera una superficie plana independientemente de la forma de la herramienta. Por medio de herramientas especiales, rios y dispositivos para sujetar la pieza, un cepillo de codo puede cortar también cuñeros externos e internos, gargantas espirales, cremalleras, colas de milano, ranuras en T y otras formas. Los cepillos de codo pueden trabajar piezas de 800mm o máximo de 1000 mm de longitud y generan acabados de desbaste (ð) o de afinado (ð ð).Conocido también como limadora, es el cepillo más utilizado por ser el más pequeño ya que la máxima carrera de este tipo es de 1.5m aproximadamente.
Clasificación de los Cepillos de Codo. A. Horizontal - Corte en el avance 1. Simple (trabajo de producción) 2. Universal (trabajo de herramientas) B. Horizontal – Corte en el retroceso C. Vertical 1. Ranuradora 2. Mortajadora D. De uso especial como para el corte de engranajes Se puede aplicar potencia a la máquina por medio de un motor individual, por medio de engranajes o bandas, o empleando un sistema hidráulico. El mecanismo alternativo de la herramienta se puede disponer de diferentes maneras. Algunos de los cepillos de avance, pero en la actualidad la mayoría de cepillos de codo se impulsan por un brazo oscilante y un mecanismo de manivela. 5.1.1 Cepillo de codo horizontal Construcción: Un cepillo de codo horizontal, consistente de una base y un bastidor que soporta un ariete horizontal es de construcción muy simple. Al ariete que lleva la herramienta se le da un movimiento alternativo igual a la longitud de la carrera deseada. El mecanismo de retorno rápido que mueve al ariete está diseñado de manera que el recorrido de retroceso del cepillo de codo es más rápido que el recorrido de corte, lo cual reduce al mínimo el tiempo inactivo de la máquina. El cabezal portaherramienta en el extremo del ariete, que se puede girar angularmente, está provisto de medios para la penetración de la herramienta en la pieza. En él se sujeta un portaherramienta basculante pivoteado en la parte superior para permitir que la herramienta se levante en la carrera de retroceso, y evitar que se incruste en la pieza.
Fig.9 Cepillo de Codo horizontal
La mesa de trabajo está soportada sobre dos guías en cruz al frente del cepillo. Un tornillo de avance, en conexión con las guías, permite que la pieza se mueva transversal o verticalmente, manual o con transmisión de potencia. Un cepillo de codo universal que tiene estas mismas características, está provisto de adaptación de giro e inclinación para posibilitar un maquinado preciso a cualquier ángulo. El ajuste giratorio se efectúa alrededor de un eje paralelo al movimiento del ariete. El referente a la inclinación está sobre la mesa, el cual provee de los medios para colocar está a un ángulo con respecto al eje giratorio. En el cepillo de codo, la pieza se sujeta atornillándola a la mesa de trabajo o fijándola ya sea por medio de un tornillo de mesa o algún dispositivo especial.
5.1.2 Cepillo de codo hidráulico Se parece a aquellos impulsados por un mecanismo de brazo oscilante, la transmisión en este caso es un circuito hidráulico. Una de las principales ventajas de este cepillo de codo consiste en que la velocidad de corte y la presión durante la impulsión del ariete es constante de principio a fin del corte. La velocidad de corte se muestra por lo general en un indicador y no requiere cálculo. Tanto la longitud de la carrera como la posición relativa a la pieza, se pueden cambiar con rapidez sin parar la máquina, moviendo dos pequeñas manijas al lado del ariete. Otra característica es la de que el movimiento del ariete se puede invertir instantáneamente en cualquier parte y en ambas direcciones del recorrido. El avance hidráulico se produce mientras la herramienta deja de tocar a la pieza y la operación completa de la máquina está inactiva. La relación máxima de velocidad de corte es de aproximadamente 2:1. 5.1.3 Cepillo de codo con corte en el retroceso Este cepillo de codo se llama así porque la herramienta es jalada por el ariete a través de la pieza, en lugar de ser empujada. Se recomiendan los cepillos horizontales con corte en el retroceso para los cortes fuertes. Se usan con frecuencia para el corte de grandes placas de matrices y para el maquinado de piezas grandes en los talleres ferroviarios. Durante el corte, la pieza se jala contra el apoyo posterior ajustable o la cara ajustable o la cara de la columna, reduciendo de este modo los esfuerzos en las guías en cruz y en los apoyos del carro. Hay muy poca vibración, ya que durante el corte se ejerce un esfuerzo de tensión en el ariete. 5.1.4 Cepillo de codo vertical El cepillo de codo vertical o ranurado se usa principalmente en corte de interiores, planos, y ángulos, y para operaciones que requieren cortes verticales debido a la posición en que se debe mantener la pieza. Las operaciones de este tipo se encuentran con frecuencia en el trabajo de matrices, moldes metálicos y patrones metálicos. El ariete del cepillo de codo
opera de un modo vertical y tiene el dispositivo usual de retorno rápido como el de las máquinas de tipo horizontal. La pieza al ser maquinada se sujeta en una mesa circular, teniendo un avance rotatorio además de los movimientos usuales de la mesa. El avance de la mesa circular, permite el maquinado de superficies curvas, proceso que es particularmente deseable para muchas piezas irregulares que no se pueden tornear. Las superficies planas se cortan usando cualquiera de los avances transversales de mesa. Un tipo especial de cepillo de codo vertical, conocido como Mortajadora, está diseñado para cortar cuñeros en engranajes, poleas, levas y piezas similares. A continuación observaremos una ilustración del Cepillo Vertical. 5.1.5 Herramientas para cepillos de codo Las herramientas para los cepillos de codo son similares a las utilizadas en el torno, y se fijan frecuentemente en el mismo tipo de portaherramienta. Prevalecen los mismos ángulos de las herramientas, excepto que es suficiente un ángulo de salida del extremo de 4°. Para el acero, el ángulo de inclinación lateral deberá ser de 15° y para el hierro fundido, con proximidad de 5°.
Fig. 10 Cepillo de Codo vertical 5.2 EL CEPILLO DE MESA En forma histórica, el cepillo de mesa precede al cepillo de codo. Originalmente la bancada plana y las guías del primer cepillo de mesa se hicieron a mano utilizando cincel y lima. Un cepillo de mesa es una máquina herramienta diseñada para desprender metal, moviendo la pieza en línea recta contra una herramienta de un solo filo. Similar al trabajo que se hace en un cepillo de codo, el cepillo de mesa se adapta a piezas mucho mayores.
Los cortes, que son principalmente superficies planas, pueden ser horizontales, verticales o en ángulo. Además del maquinado de piezas grandes, el cepillo de mesa usa con frecuencia para maquinar muchas piezas sujetadas en línea sobre una placa. Los cepillos de mesa ya no son importantes para el trabajo de producción, pues la mayor parte de las superficies planas se maquinan por fresado, escariado o maquinado abrasivo. Ahora, una acepilladora se le llama universal cuando sus herramientas pueden cortar material en las dos carreras, avance y retroceso, mediante un mecanismo de doble herramienta por cada portaherramientas, o bien que la herramienta gire 180º cada vez que se cambia el sentido del movimiento, este tipo de herramientas lo tienen todos los cepillos de fosa y los cepillos grandes del tipo de mesa. Este tipo de portaherramientas se adapta a maquinas grandes debido a que el tiempo en cada carrera es muy grande y de esta manera el tiempo de fabricación se reduce casi hasta la mitad. Tamaño del Cepillo de Mesa y Cepillo de Codo El método usual para designar el tamaño de los cepillos de mesa y los de codo es como se sigue: Cepillo de codo. Longitud máxima de la pieza que se puede maquinar en milímetros. Cepillo de codo vertical o ranurador. Longitud máxima de la carrera en milímetros X diámetro de la mesa de trabajo en milímetros. Cepillo de mesa. Ancho de la mesa en milímetros X distancia desde la mesa al riel en milímetros X longitud de la mesa en metros que fluctúa entre 1 y 30,5 m aproximadamente. Clasificación de los cepillos de mesa Los cepillos de mesa se pueden clasificar en varias formas, pero de acuerdo a la construcción general hay cuatro tipos: A. De doble bastidor B. Lateralmente abierto C. Tipo fosa D. Canteador Transmisión de un Cepillo de Mesa Cada tipo varía de acuerdo al método de transmisión; transmisión por engranajes (ambos, engranes rectos y en espiral), hidráulica, por tornillo, por banda, por variador de velocidad y transmisión por cigüeñal. La transmisión por tornillo se usa en primer lugar en los cepillos de cantear, mientras que la transmisión por cigüeñal, se encuentra solo en algunos cepillos de mesa pequeños. En algunos cepillos de mesa se usan motores de velocidad variable con inversión, controlados con topes en cada extremo de la carrera.
La transmisión hidráulica es altamente satisfactoria por los cepillos de mesa. Se logra una velocidad de corte uniforme a través de toda la carrera. La aceleración y desaceleración de la mesa se produce a una distancia tan corta de la carrera que no es necesario considerar el elemento tiempo. Una segunda ventaja, consiste en que las fuerzas de inercia a vencer son menores en un cepillo de mesa convencional con transmisión de engranajes. Otras ventajas adicionales de la transmisión hidráulica son presiones de corte uniformes, reversión rápida de la mesa, medios rápidos para variar la carrera y un menor ruido en la operación. El cepillo de mesa con transmisión de engranajes, con sus piezas girando con rapidez, incluyendo el rotor del mecanismo motor, tiene que vencer varias veces más fuerza de inercia que un simple vástago de pistón de la transmisión hidráulica. El vencimiento de la inercia consume energía, y con las carreras cortas rápidas la diferencia en el consumo de potencia es notable. 5.2.1 Cepillo de mesa de doble bastidor Este cepillo de mesa consta de una base pesada y larga en la que la mesa o plancha se mueve alternativamente. El bastidor vertical en el centro, a los lados de la base, soporta al travesaño en el que las herramientas avanzan de la pieza. La figura siguiente ilustra la forma en que las herramientas están sujetas, tanto por arriba como por los lado, y el modo en que se pueden ajustar para cortes angulares, se avanzan de una manera manual o por potencia, tanto en dirección vertical como transversal.
Fig.11 Cepillo de mesa de doble bastidor 5.2.2 Cepillo de mesa abierto lateralmente Este cepillo de mesa, tiene el bastidor en un solo lado. El lado abierto permite el maquinado de piezas anchas. La mayoría de los cepillos de mesa tienen una guía y una doble V lo cual permite expansiones desiguales en la bancada y la mesa. Las bridas ajustables al lado de la bancada controlan la longitud de la carrera de la mesa. La precisión de los cepillos de mesa abiertos de lado y el de doble bastidor está determinada por su rigidez y la manera en que se maquinen las guías.
Fig.12 Cepillo de mesa abierto lateralmente 5.2.3 Cepillo de mesa tipo fosa Un cepillo de mesa tipo fosa es de construcción voluminosa, y difiere de uno ordinario en que la bancada es estacionaria y la herramienta se mueve sobre la pieza. La figura muestra tal cepillo de mesa diseñados para piezas de más de 4m de ancho y 11m de longitud. Dos cabezales de tipo pistón hidráulico están montados en el travesaño y cada uno está provisto de un doble portaherramientas basculante para el cepillado de guías dobles. Los dos bastidores reversibles que soportan al travesaño, se deslizan sobre guías y tienen transmisión por tornillo desde un sinfín encerrado en un extremo de la bancada. Todos los avances son automáticos y reversibles, y están diseñados para operar, ya sea a ambos extremos de la carrera de cepillado o en uno solo de ellos.
Fig. 13 Cepillo de mesa tipo fosa 5.2.4 Cepillo de mesa de cantear o de placas Este tipo de cepillo de mesa se proyectó para el maquinado de los cantos de placas pesadas de acero para recipientes a presión y placas de blindaje. La placa se sujeta a una bancada, y el carro que sostiene a la herramienta cortante se mueve hacia atrás y adelante a lo largo del canto. Se usa un gran tornillo de transmisión para mover el carro. La mayoría de cepillos de cantear usan fresas en lugar de las herramientas convencionales del cepillo de mesa, para una mayor velocidad y precisión.
5.3 DIFERENCIAS ENTRE EL CEPILLO DE MESA Y EL CEPILLO DE CODO Aunque el cepillo de mesa y el de codo se adaptan al maquinado de superficies planas, no hay mucha superposición en sus campos de aplicación; difieren ampliamente en construcción y método de operación. Cuando las dos máquinas se comparan en construcción, operación y uso, se pueden observar las siguientes diferencias: A. El cepillo de mesa se adapta especialmente para piezas grandes, el cepillo de codo sólo puede hacer piezas pequeñas. B. En el cepillo de mesa, la pieza se mueve contra la herramienta estacionaria; en el cepillo de codo, la herramienta se mueve a través de la pieza que es estacionaria. C. En el cepillo de mesa la herramienta avanza sobre la pieza; en el de codo, la pieza avanza usualmente, a través de la herramienta. D. El mecanismo de accionamiento en el cepillo de mesa es, por engranajes o por medios hidráulicos. El ariete del cepillo de codo se puede accionar también de esta manera, pero muchas veces se usa en mecanismo de retorno rápido. E. La mayoría de los cepillos de mesa defieren de los de codo en que aquellos alcanzan más uniformidad en la velocidad de corte.
6. ÚTILES PARA CEPILLAR Las herramientas empleadas en las cepilladoras son herramientas de un solo filo; están constituidas por un mango que sirve para la fijación a la máquina, y por una cabeza que es la parte activa, en la cual se encuentra el filo. Los útiles o cuchillas de cepillar se hacen principalmente de acero rápido, pero a veces están constituidos también a base de filos de metal duro. 6.1 AMPLITUD DE LOS TRES ÁNGULOS PRINCIPALES Los tres ángulos fundamentales que caracterizan la herramienta son: el ángulo de filo β, el ángulo de incidencia α y el ángulo de desprendimiento . Como puede verse en la figura, los ángulos α, β y se miden en un plano perpendicular al filo.
Fig. 14 Ángulos de la herramienta. Los ángulos α, β y varían según el tipo de herramienta y el material que se mecaniza.
Tabla 1 Herramienta de acero rápido
Tabla 2 Herramienta con plaquita de aleación dura Las características geométricas de una herramienta usual, de un solo filo son, Fig. 19:
Fig. 15 Características geométricas de una herramienta de cepillar a. Superficie de desprendimiento, sobre la cual se forma y resbala la viruta. b. Flanco del filo principal, vuelto hacia la pieza en la dirección del avance. c. Filo principal, dispuesto en la arista formada por las caras a y b. β: ángulo del filo γ: ángulo de desprendimiento α: ángulo de incidencia d. flanco del filo secundario e. Filo secundario, dispuesto en la arista formada por las caras a y d δ: ángulo de la punta, comprendido ente los filos c y d. κ: ángulo de regulación del filo principal, formado en el plano de referencia por las proyecciones del filo principal y de la superficie mecanizada. h: altura, igual a la distancia entre la base y el punto de intersección de los filos c y e. 6.2 SENTIDO DE AVANCE La pieza puede cepillarse tanto en avance a la derecha como a la izquierda. En el primer caso, la herramienta presenta el filo a la derecha y se llama precisamente, herramienta a la derecha.
En el segundo caso, mirada desde la cabeza y con los filos arriba, presenta el filo principal a la izquierda y en consecuencia se llama herramienta a la izquierda. Algunas herramientas tienen los filos simétricos y, por consiguiente tanto pueden cepillar avance a la izquierda como a la derecha.
Fig. 16 Sentido de avance.
6.3 TIPOS Y FORMAS DE LOS ÚTILES La forma del filo de los útiles se elige de acuerdo con el trabajo de cepillado que se trate de realizar. Los útiles de cepillar se diferencian de los de tornear solamente en casos excepcionales. Las herramientas para cepillar se diferencian por la posición de su cabeza con respecto al mango. 6.3.1 Los útiles de debastar Estas pueden ser a la derecha o a la izquierda. Están construidas con acero rápido o bien con plaquitas postizas de metal duro. Son muy robustas para que puedan arrancar viruta de gran sección y en poco tiempo. Estas herramientas pueden trabajar con una profundidad de pasada de hasta 10mm.
Fig. 17 Útiles de desbastar. a) Útil de desbastar a la izquierda, recto; b) Útil de desbastar a la derecha, recto; c) Útil de desbastar a la izquierda, curvado; b) Útil de desbastar a la derecha, curvado 6.3.2 Útiles de afinar Han de dar a la superficie trabajada un aspecto limpio y por esta razón los filos son redondeados o planos. Un útil curvado hacia atrás se flexa separándose de la pieza al
encontrar en esta un punto duro, no deteriorándose la superficie trabajada como ocurriría al clavarse en ella si el útil no tuviera esa curvatura hacia atrás.
Fig. 18 Útiles de afinar. A) Útil de afinar en punta; B) útil de afinar, ancho; C) útil recto; D) útil curvado Dentro de los útiles de afinar encontramos la herramienta para acabar a la americana destinada al acabado de grandes superficies empleando un fuerte avance. El filo de la herramienta es un segmento de arco de círculo y trabaja con un avance aproximadamente igual a la mitad de su ancho, es decir, unos 5: 7 mm. Los surcos producidos de esta manera por la herramienta quedan muy visibles, sin embargo, la superficie que se obtiene es muy regular y constituye un buen plano de apoyo. Este tipo de cepillado suele conocerse con el nombre de “cepillado a la americana”, este resulta muy adecuado para las superficies sobre las que se disponen fijaciones por brida y para las superficies vistas, ya sea por razones de estética, para garantizar la buena conservación del plano en caso de golpes, rayas, etc.
Fig.19 Herramienta para cepillar a la americana. 6.3.3 Útiles de formas especiales Para el mecanizado de formas variadas se necesitan otras formas especiales de útiles, tales como: a) útil de tronzar; b) útil de corte lateral; c) útil en forma de gancho; d) útil para ejecutar redondeamientos.
Fig. 20 Formas diversas de los útiles de cepillar. A continuación pueden verse dos herramientas para labrar ranura en I, con plaquita postiza de metal duro.
Fig. 21 Herramientas especiales para ranuras.
6.3.4 SUJECIÓN DE ÚTILES Con objeto de que el útil no flexe hay que sujetarlo tan corto como sea posible (Fig. 22).
Fig.22 Sujeción de Útiles
En el cepillado horizontal, el útil se mantiene perpendicular a la pieza que se trabaja. En este caso se levanta la placa a charnela con toda seguridad durante la carrera de retroceso del útil. Mediante la inclinación que se da al carro portaherramientas en el cepillado oblicuo, la placa charnela recibe una posición inclinada la cual dificulta que 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 y para el cepillado vertical, se fija la placa charnela con una clavija con objeto de que el útil no se deteriore durante el retroceso en la superficie trabajada.
. Fig.23 Ajuste de la Herramienta en el Cepillado Vertical y Oblicuo. 7. SUJECIÓN DE LAS PIEZAS Mediante la sujeción que se origina entre la pieza y los apoyos o calces un fuerte rozamiento que impide el deslizamiento de la misma al obrar sobre ella el esfuerzo de corte. La magnitud del rozamiento crece con la aspereza o rugosidad de las superficies de sujeción y con la presión ejercida por las mordazas. Esta última, no puede, sin embargo, ser extraordinariamente grande, pues podría darse el caso de que se deformaran las piezas cuando son delgadas. La superficie de sujeción tiene que ser suficientemente grande, pues si es demasiado pequeña la presión por unidad podría resultar excesiva y quedar, como consecuencia de ello, señaladas en la pieza las marcas de los sitios oprimidos. Las virutas y demás cuerpos extraños interpuestos hacen que la sujeción no sea buena y por esta razón deben limpiarse las superficies correspondientes antes de proceder a la sujeción.
Las piezas pequeñas se sujetan en el tornillo de sujeción o mordazas de la máquina. La pieza se levanta algo al cerrar la mordaza móvil y por esta razón hay que apretarla contra el fondo, golpeándola con el mazo de madera. Con auxilio de piezas paralelepipédicas se facilita la colocación y sujeción, pero ha de atenderse que con ellas no se dificulten las mediciones y verificaciones durante el mecanizado.
Fig.24 Sujeción de Piezas Pequeñas
Las piezas grandes se sujetan sobre la mesa de cepillar (Fig. 25). Como medios de sujeción se emplean tornillos y hierros o garras de sujeción. Las cabezas de sujeción han de ajustar bien en las ranuras en T de la mesa. El hierro o garra de sujeción transmite a la pieza la presión de sujeción. Tiene que estar dispuesto paralelamente a la superficie de sujeción con objeto de que el área de apoyo resulte suficientemente grande. Los tornillos de sujeción deben quedar cerca de la pieza para que, aprovechándose la acción de palanca, se produzca una fuerte presión sobre la pieza. Si esta no puede sujetarse por arriba se recurre a sujetarla a la mesa mediante piezas laterales (Fig. 26).
Fig.25 Sujeción en la mesa de cepillar Delgadas
Fig.26
Sujeción
de
Piezas
8. AJUSTES 8.1 AJUSTE DEL NÚMERO DE CARRERAS El número de dobles carreras a establecer por minuto se rige por la velocidad de corte isible y por la longitud de la carrera. La velocidad de corte se saca de la Tabla 3 El número de dobles carreras por minuto puede leerse en la tabla correspondiente de la máquina (Tabla 4), teniendo en cuenta la velocidad de corte adoptada, pero puede obtenerse también por cálculo. Según sea el tipo de la máquina pueden establecerse diversas dobles carreras por minuto. Dobles carreras por minuto 28 52 80
Dobles carreras por minuto 28 52 80
Longitud de carrera en minuto 100 200 300 Vm en m / min 5.3 10.2 14.2 9.8 19 26.2 15.2 29 41 Tabla 3 Valores prácticos para la velocidad de corte
400 18.2 33.6 52
Longitud de carrera en minuto 100 200 300 Vm en m / min 5.3 10.2 14.2 9.8 19 26.2 15.2 29 41 Tabla 4 Elección del número de dobles carrera
400 18.2 33.6 52
8.2 CÁLCULO DE LAS DOBLES CARRERAS/MINUTO ( )
( (
) )
8.3 AJUSTE DE LA LONGITUD DE LA CARRERA La longitud de la carrera se compone de la longitud de la pieza l, del recorrido anterior l a y el recorrido ulterior lu. Con objeto de evitar tiempos inútiles de marcha en vacio, la y lu deben ser escogidos no demasiado grandes. Por lo general, se toma la = 20mm y lu = 10mm. (Fig. 27)
Fig.27 Ajuste de la Longitud de la Carrera 8.4 AJUSTE DEL AVANCE Y DE LA PROFUNDIDAD DE CORTE La magnitud del avance se rige por el tipo de mecanizado que haya de realizarse. (Fig. 28)
La sección de viruta debe ser proporcionada a la potencia de la máquina. Al desbastar debe ser la profundidad de corte de 3 a 5 veces mayor que el avance. Al afinar hay que mantener tanto la profundidad de corte como el avance con un valor pequeño.
9. FUNDAMENTOS DE CEPILLADO 9.1 LONGITUD DE LA CARRERA La longitud de la carrera de trabajo debe ser ligeramente mayor que la longitud de la pieza a cepillar. Ésta se ajusta mediante el desplazamiento de la espiga de la manivela. El retroceso del carro se realiza en un tiempo más corto que el movimiento hacia delante. Para una carrera larga, la espiga de la manivela tiene que estar muy alejada del centro del disco-manivela. La espiga recorre entonces durante la carrera de trabajo el trayecto de A a B (ángulo α) y en el retroceso de B a A (ángulo β). Como el ángulo de la carrera de trabajo es mayor que el retroceso, la carrera de trabajo dura más. Esto es precisamente lo que conviene, ya que durante la carrera de vacio no se realiza trabajo eficaz alguno. Para una carrera pequeña se fija la espiga cerca del centro del disco-manivela. Existe una tabla que muestra la relación entre la longitud de la carrera y la pieza donde el espacio libre a la salida debe ser aproximadamente igual a la mitad del espacio libre antes de entrar a la pieza, esto es con el fin de no obligar a cortar la herramienta cuando su velocidad sea casi, o igual a cero. Longitud de la carrera en mm 0-50 50-150 150-400 400-750
Espacio libre antes de iniciar el corte 0-25 25-50 50-75 75-100
Tabla 5 Relación entre la longitud de la carrera y los espacios anterior y ulterior de la misma
Fig. 29 Longitud de la Carrera
9.2 VELOCIDAD DE CORTE EN EL CEPILLADO Se designa por velocidad de corte ( ) el recorrido en m/min que hace el útil durante la carrera de trabajo. La velocidad durante la carrera de vacío se llama velocidad de retroceso.
(
(
) (
)
) (
)
En la práctica se cuenta, por lo general, con una velocidad de corte media, resultante de y .
En el trabajo de cepillado con una máquina de accionamiento por biela oscilante de corredera, la velocidad de corte no es uniforme. (Fig. 38) Al principio de la carrera, la velocidad de corte es nula. Crece después hasta un valor máximo a la mitad de la carrera y disminuye nuevamente hasta el valor de cero final de la misma. Lo mismo ocurre para la velocidad de retroceso, teniendo en cuenta que esta es mayor que la de corte, dado que se tiene un mecanismo de retorno rápido.
Fig.30 Velocidad de Corte en el Cepillado
9.3 INFLUENCIA DE LA LONGITUD DE CARRERA SOBRE LA VELOCIDAD DE CORTE Para un número igual de revoluciones del disco-manivela, permanece también igual el número de carreras ( ). Si se varía la longitud de la carrera, variará también la velocidad, ya que el útil de cepillar hará en el mismo tiempo un recorrido de longitud distinta. 9.4 FUERZA Y POTENCIA DE CORTE La fuerza de corte para realizar las operaciones viene dada por la fórmula:
Dónde: K: Fuerza específica de corte; puede considerarse que cuadruplica la resistencia de tracción del material que se desea mecanizar. S: Sección de la viruta en mm. p: Profundidad de pasada. a: Avance
La potencia necesaria para el corte, es decir para que este se desarrolle a una velocidad determinada v, se hallará multiplicando la fuerza por la velocidad.
Esta fórmula se transforma en:
Dónde: K: Fuerza específica de corte en Kg/mm p: Profundidad de pasada en mm a: Avance en mm v: Velocidad en m/min €: Rendimiento de la máquina Pero a esta potencia necesaria para el corte hay que sumarle la potencia que consume el rozamiento del carro sobre las guías de la máquina. Esta potencia resultará igual a la fuerza de rozamiento por la velocidad, es decir:
Siendo: Q: El peso del carro y la pieza F: El coeficiente de rozamiento v: La velocidad Poniendo v en m/min, se obtendrá la potencia en CV por la fórmula:
Por tanto, la potencia total absorbida por la máquina será la potencia absorbida dividida por el rendimiento, o sea: [(
)
(
)]
9.5 CÁLCULO DEL TIEMPO PRINCIPAL EN EL CEPILLADO
Longitud de la carrera;
longitud anterior
longitud ulterior
velocidad de retroceso en m/min velocidad de corte en m/min avance por cada doble carrera en mm La ecuación fundamental para el cálculo del tiempo principal es:
El camino es la longitud de la carrera. Con las velocidades tiempos para las carreras de trabajo y de retroceso.
y
pueden calcularse los
Tiempo para la carrera de trabajo ( (
) )
⁄
Tiempo para la carrera en vacio ( (
) ⁄
)
Tiempo empleado en la doble carrera
Para cepillar una pieza será necesario un determinado número de dobles carreras dependientes de la magnitud del avance y de la anchura de cepillado. La anchura de cepillado se deduce de la pieza más los recorridos laterales anterior y ulterior, que son de 5 mm cada uno. (Fig. 31)
Fig.31 Anchura de Cepillado Anchura de cepillado anchura de la pieza + recorridos laterales anterior y ulterior (
)
Si se divide la anchura de cepillado por el avance se obtiene el número necesario de dobles carreras
El tiempo principal se calcula multiplicando el número de dobles carreras por el tiempo de cada doble carrera. Tiempo principal
10. APLICACIONES 10.1 CEPILLADO DE PIEZAS <
> PARA LA TALADRADORA Trabajo encargado: Confeccionar por cepillado una pieza <
> (Fig. 32). La pieza se suministra en longitud aproximada por exceso y con caras frontales trabajadas. Para el mecanizado se dispone de una limadora con accionamiento de brazo oscilante.
Fig. 32 Plano de Taller Plan de trabajo Fases del trabajo 1 Sujeción de la pieza y nivelación y alineación 2 Sujeción de la cuchilla de cepillar 3 Ajuste del número de dobles carreras, de la longitud de la carrera y del avance 4 Cepillado sucesivo de las caras longitudinales (ajústese la profundidad de corte con calibres normales de caras paralelas) 5 Trazado de la “uve”, del vaciado inferior y de las ranuras 6 Cepillado previo de la “uve” 7 Sujeción de la cuchilla de tronzar y cepillado de la ranura 8 Inclinación del cabezal porta-cuchilla, sujeción del útil de afinar y cepillado de las caras inclinadas 9 Colocación del cabezal en posición normal, giro de la pieza y cepillado del vaciado inferior 10 Giro de la pieza y sujeción de la misma; cepillado de las ranuras laterales 11 Desbardado
Herramienta Tornillo de la máquina: piezas paralelepipédicas Cuchilla de cepillar a la izquierda, recta
Cuchilla de cepillar a la izquierda, recta; cuchilla de cepillar de forma puntiaguda; calibres normales de caras paralelas Escuadra; transportador; pie de rey; aguja de trazador; granete Cuchilla de cepillar de forma puntiaguda Cuchilla de cepillar para tronzar, recta Cuchilla de cepillar de forma puntiaguda
Cuchilla de cepillar de forma puntiaguda; cuchilla de cepillar para tronzar Cuchilla de cepillar para tronzar Lima fina
Instrumentos de medición y verificación: pie de rey, calibre de profundidades, escuadra, transportador universal.
Fig. 33 Plan de Trabajo del cepillado de una guía en “uve” 10.1.1 Mecanizado del prisma de apoyo La pieza de sujeta en el tornillo de la máquina. Para ajustar la profundidad de corte se puede emplear calibres normales de caras paralelas. El recorrido anterior debe ser de unos 20 mm y el ulterior de unos 10 mm. Dado por supuesto que puedan ajustarse los números de dobles carreras por reseñados en la Tabla 4, sería adecuado adoptar 52 dobles carreras por minuto. Al cepillar las superficies inclinadas hay que atender a que estas sean tales que su intersección sea paralela a las superficies de apoyo, pues de lo contrario al usar la pieza uve los taladros no resultarían verticales. Con objeto de que el útil de tronzar no se clave o no se quiebre hay que ajustarlo con avance pequeño. Antes de cepillar las caras inclinadas puede haberse también aserrado la ranura y en este caso estaría de más la operación 7 del plan de trabajo. 10.1.2 Medición y verificación del prisma Para la medición de la longitud, anchura, altura, y anchura y profundidad de la ranura, basta con el pie de rey y el calibre de profundidades. Para verificar la planitud puede encontrar aplicación la regla de filo. La perpendicularidad de las caras exteriores entre sí se comprueba con la escuadra y el ángulo que forman las caras inclinadas con el transportador universal (Fig. 34). Para verificación de la forma, se utiliza frecuentemente una galga (Fig. 35). La condición antes referida de que las caras sean tales que su intersección sea paralela a las bases o superficies de apoyo puede verificarse de diversos modos, como por ejemplo, con calibres normales de caras paralelas o con el comparador (Fig. 36). El prisma se coloca para esto sobre el mármol de trazar, bien limpio previamente. Como elemento auxiliar se emplea una espiga o mandril de verificación que se coloca sobre las superficies inclinadas. Al verificar debe indicar el amplificador, colocado en ambos extremos de la espiga, la misma desviación de la aguja. Para hacer esta prueba como es natural habrá que disponer el palpador del amplificador sobre la parte más alta de la espiga de verificación. Con la verificación mediante calibre de caras paralelas se pone de manifiesto si es igual la distancia entre la espiga de verificación y el plano de mármol para ambos extremos de aquélla.
Fig. 34 Medición con el transportador universal
Fig. 35 Verificación con la galga
10.2 CEPILLADO DE REGLETAS DE GUÍA Trabajo encargado: Mecanizar en la cepilladora una regleta de guía suministrada en la longitud adecuada (Fig. 36)
Fig. 36 Plano de Taller Plan de trabajo
1 2 3
4
Fases del trabajo Sujeción de la pieza y nivelación y alineación de la misma Sujeción de la cuchilla de cepillar Ajuste del carro transversal a la altura necesaria, ajuste del número de dobles carreras, de la longitud de la carrera, de su posición y del avance Devastado y afinado de caras laterales
Herramientas Topes de sujeción, espigas de sujeción, tope frontal Cuchilla de cepillar a la izquierda, recta
Cuchilla de cepillar a la izquierda, recta; cuchilla de cepillar de forma puntiaguda; calibres normales de caras paralelas 5 Trazado del rebajo Gramil; escuadra 6 Sujeción del útil de corte lateral y cepillado Cuchilla de cepillar de esquina curva a la izquierda; calibres normales de caras paralelas 7 Desbarbado Lima fina Instrumentos de medición y de verificación: pie de rey, calibre de profundidades, escuadre, regla de filo, calibres normales de caras paralelas
Fig. 37 Plan de trabajo de cepillado de regletas guía
10.2.1 Mecanizado de la regleta de guía Puesto que la regleta no puede sujetarse por arriba habrá que emplear garras de sujeción, espigas o topes de sujeción y tope frontal. El número de dobles carreras necesario se determina teniendo en cuenta la longitud de la carrera y la velocidad de corte. La longitud de la carrera y su posición se pueden regular con ayuda de los topes graduables. Para ajustar la profundidad de corte se emplean calibres normales de caras paralelas. 10.2.2 Medición y verificación de la regleta Las mediciones, la planitud y la perpendicularidad de cara se verifican del modo conocido por medio de pie de rey, calibre de profundidades, regla de filo y escuadra. Para verificar la profundidad del rebajo pueden emplearse también calibres normales. 10.3 CEPILLADO DE COLA DE MILANO Trabajo encargado: Mecanizar en la cepilladora una guía en cola de milano suministrada en la longitud adecuada (Fig. 38)
Fig. 38 Plano de Taller
Plan de trabajo Fases del trabajo 1 Sujeción de la pieza y nivelación y alineación de la misma 2 Sujeción de la cuchilla de cepillar 3 Ajuste del carro transversal a la altura necesaria, ajuste del número de dobles carreras, de la longitud de la carrera, de su posición y del avance 4 Cepillado de las superficies estrechas, superiores y de los rebajos 5 Trazado 6 Cepillado de la ranura rectangular 7 Inclinación del cabezal porta-cuchilla, sujeción del útil de afinar y cepillado de las caras inclinadas
Herramientas Topes de sujeción, espigas de sujeción, tope frontal Cuchilla de cepillar a la izquierda, recta
Cuchilla de cepillar a la izquierda, recta Gramil, Escuadra, Transportador Universal Cuchilla de cepillar para tronzar, recta Cuchilla de cepillar de forma puntiaguda
10.3.1 Medición y verificación del prisma Para medir la longitud, la anchura y el espesor se utilizan los instrumentos corrientes de medida, por ejemplo, pie de rey, calibre de profundidades y pálmer. La planitud, la inclinación y el paralelismo pueden verificarse de diferentes modos. (Fig. 39, 40, 41, 42, 43)
Fig. 39 Verificación de la Planitud y de la Perpendicularidad
Fig. 40 Verificación de la guía en cola de milano con el transportador universal y con una plantilla
Fig. 41 Verificación de la profundidad y paralelismo
Fig. 42 Verificación del paralelismo de las superficies de guía inclinadas
Fig. 43 Verificación de las caras cruzadas por medio de escuadra y comparador
11. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL CEPILLO Otras máquinas-herramientas son capaces de cortar y eliminar material con más rapidez que los cepillos, pero los cepillos se prefieren para muchos trabajos de corrida corta por que ofrecen varias ventajas. Un cepillo puede tener muchos usos en un cuarto de herramienta en un taller de trabajo y puede cambiarse con facilidad de un trabajo a otro. El tiempo de habilitación para muchos trabajos es menor en un cepillo que en otras máquinas. Prácticamente todo el trabajo puede hacerse con herramientas simples de poco costo. Esto se ejemplifica con una superficie curvada que requeriría una herramienta de forma especial si se maquinara por otro método como fresado, pero pueden conformarse por una herramienta de un solo filo. Aún si se utiliza una herramienta de forma en un cepillo puede hacerse y afilarse con más facilidad que un cortador de fresa con dientes múltiples o una brocha. Un cepillo es muy conveniente para cortar superficies inclinadas. En otras máquinas, como la fresadora, con frecuencia se necesitan dispositivos especiales de fijación y aditamentos para maquinar superficies inclinadas. Las piezas de trabajo frágiles algunas veces pueden conformarse con habilitados ordinarios por que las fuerzas de corte no son grandes, en tanto que sería necesario soportes adicionales en otras máquinas de herramientas.
1. Las maquinas para cepillado (en general llamadas cepillos) se utilizan principalmente para producir superficies planas horizontales, verticales o inclinadas. Algunas veces también se producen superficies irregulares o curvas. Para cepillar se le imprime movimiento alternativo a una herramienta (buril) con la ayuda de un mecanismo provisto en las maquinas que cambian el movimiento circular a movimiento alternativo. Las virutas se arrancan de la pieza en forma de cintas por virtud del movimiento principal rectilíneo. La cepilladora llamada también planeadora, máquina de planear o simplemente acepilladora, es una de las máquinas de herramientas básicas de la industria mecánica, cuya invención el francés Nicolás Focq creó en 1751 la primera máquina de cepillar metales. Pero fue a principios del siglo XX, a causa del fuerte desarrollo industrial, cuando se hizo necesario mejorar la forma de planear planchas de hierro, que tradicionalmente se realizaba manualmente, mediante el uso de cincel y lima. Por el mismo motivo se buscó una solución, para realizar chaveteros en poleas y engranajes, que se abrían manualmente con buril y lima.
Fig.1 Primera maquina cepillodora inventada por nicalas focq Para mecanizar chaveteros, el ingles Maudslay construye en 1803, una mortajadora diseñada por Brunel. En 1817, Richard Roberts construye el primer cepillo puente de uso industrial, para mecanizar piezas de 1320 x 280 mm. de accionamiento manual a volante y piñón cremallera.
Fig. 2 Primera cepilladora con mesa inventada por James fox.
Para la fabricación de material de su fábrica textil, el inglés James Fox, construye en 1820, un cepillo puente con desplazamiento de mesa; con capacidad para mecanizar piezas de 3120 x 560 mm. En 1833 construye otro modelo de medidas más reducidas. La mortajadora construida en 1830, por "Sharp, Roberts Co." representó un avance al incorporarle un plato divisor.
Fig.3 Mortajadora construida por Sharp Roberts. En 1834, el ingeniero francés Morinière de "Manufactures des glaces de Saint Gobain" construye un cepillo con mesa fija y movimiento del puente porta herramientas, para mecanizar piezas pesadas de 4000 x 3000 mm. Poco despues Joseph Whitworth, construye un cepillo puente con movimiento de mesa accionada a mano con manivela, y en 1836 un modelo perfeccionado, movido por transmisión y poleas,que fue la base para posteriores desarrollos. Las cepilladoras se construyen en una gran diversidad de tamaños; las medidas del plato oscilan entre 24” (610mm) y 100 pies (30.5 m); además el tamaño de una acepilladora viene determinado por las medidas de la pieza más grande que puede estacarse sobre su mesa y que puede pasar por debajo del travesaño y entre montantes. Aunque es posible que las piezas pequeñas se sujeten en un tornillo de mordazas para ser mecanizadas en la acepilladora, por lo general no se considera económico este método de sujeción. La fresadora ha absorbido muchos de los trabajos sobre piezas pequeñas que antes se efectuaban en la acepilladora, pero cuando la pieza es pesada, difícil de maniobrar, de una forma poco corriente, demasiado extensa para ser obtenida por limado y es necesario mecanizar con precisión una superficie plana, la acepilladora es todavía la mejor máquina que puede usarse siendo una herramienta muy versátil que puede realizar una gran variedad de trabajos. Por esta razón se ve todavía con bastante frecuencia en muchos talleres de mecanizado.
1.2 CEPILLADO EN PIEZAS. En las cepilladoras se mecanizan superficies planas exteriores horizontalmente cualquier forma y dimensión.
de
Fig.4 Tipos de piezas cepilladas. a) y b) Listones de guía; c) guía en forma de cola de milano; d) punzón en forma de I 2. PROCESO DE TRABAJO DE LA CEPILLADORA La condición para el arranque de viruta con herramientas de corte son los movimientos respectivos de la pieza y de la herramienta entre sí. Cada viruta producida tiene tres dimensiones: longitud, anchura y espesor. Cada dimensión exige un movimiento de trabajo, de tal forma que las máquinas herramienta, en este caso la cepilladora, desarrolla siempre tres movimientos de trabajo. Estos tres movimientos de trabajo son: El movimiento principal o movimiento de corte: es realizado por el útil de cepillar. Se distingue entre carrera de trabajo y carrera en 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 el que da lugar al espesor de viruta. 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. En el cepillado horizontal se obtiene, generalmente, mediante movimiento del útil en altura y en el cepillado vertical, por movimiento lateral de la pieza que se mecaniza
3. PARTES IMPORTANTES DE UNA CEPILLADORA En la mayoría de éstas, la acción es en cierto modo opuesta a la del limado, pues aquí la pieza se mueve en o con una, o varias, herramientas de corte único inmóviles. En estas máquinas el conjunto de pieza y mesa forman una masa pesada que debe recibir un movimiento alternativo a velocidades relativamente bajas; por ello, se emplean varios cabezales, a menudo con herramientas múltiples cada uno, Además, muchas acepilladoras están dotadas de unos cabezales dispuestos de modo que puedan cortar en las dos direcciones de movimiento de la mesa. Pese a ello, como las herramientas son exclusivamente de corte único y las velocidades de corte son muy bajas, la productividad de las acepilladoras es reducida en comparación con las de otras máquinas herramienta.
Bancada: Es una gran pieza fundida en forma de caja que constituye la parte más robusta de la máquina, la cual soporta todo el conjunto y debe absorber las vibraciones que se producen en los cambios de sentido de movimiento de la mesa, que se desliza sobre guías. La calidad de ejecución de estas guías es de lo que depende en gran parte la precisión de la máquina. Mesa: Es una pieza fundida de grandes dimensiones y forma rectangular que va montada encima de la bancada, sobre guías en V, sirviendo para fijar la pieza. Su superficie superior va provista de agujeros o ranuras para enganchar los rios de fijación de las piezas que han de ir firmemente sujetas a la mesa. También deben ser robustas para resistir el peso de las piezas y los esfuerzos desiguales que producen los medios de fijación de las piezas. Montantes ó Columnas: Los montantes o columnas, juntos con el travesaño constituyen una gran pieza fundida que se dispone verticalmente; entre ambos montantes de esta pieza quedan la mesa y la bancada. Los montantes o columnas sostienen el mecanismo para la maniobra de los cabezales de herramienta. Guía Transversal: La guía transversal, o puente, es un elemento que va montado en posición horizontal sobre guías verticales de los montantes. Su objeto es sostener los cabezales de herramienta verticales, los cuales, por medio de tornillos de avance (uno para cada cabezal) pueden moverse de izquierda a derecha. El puente se mueve hacia arriba y hacia abajo por medio de husillos de elevación situados dentro de las guías de las columnas. Carro: el carro es un elemento ajustado a las guías del puente. En su superficie frontal tiene guías a las que se ajusta el cabezal de herramienta, junto con un tornillo de avance vertical que sirve para dar movimiento vertical a dicho cabezal. Hay dos carros, uno para el cabezal izquierdo y otro para el cabezal derecho, pudiéndose maniobrar cada uno independientemente del otro. Cabezal: El cabezal de herramienta es un elemento que va unido al carro y que contiene el portaherramientas, el cual, a su vez, sujeta a las herramientas de corte. El portaherramientas va articulado mediante charnela al cabezal de forma que, en la carrera de retroceso de la mesa, se levanta la cuchilla a fin de que deslice sobre la parte superior de la pieza. Esto evita que el filo de la herramienta se deteriore y permite que el avance automático transversal se efectúe sin interferencia. Hay tres cabezales de herramienta, dos en posición vertical en el puente y el otro en posición horizontal sobre el montaje debajo del puente.
La corredera cruzada o cruceta: Es un vaciado en forma de riel que se encuentra al frente de la columna. Su función es la de permitir movimientos vertical y horizontal de la mesa. El Portaherramientas: El grupo portaherramientas, que va fijado al carro, además de soportar y sujetar la herramienta, posee los órganos de regulación en altura de la herramienta y puede girar alrededor de su eje horizontal. En el grupo parcialmente seccionado de la figura se han representado, esquemáticamente, los elementos que constituyen el portaherramientas.
4. ACCIONAMIENTO DE LAS CEPILLADORAS Son diferentes los métodos por los cuales las acepilladoras son accionadas; entre estos tenemos: 4.1 MECANISMO DE ENGRANE-CREMALLERA Utilizado en cepillos de mesa, el mecanismo consiste de una cremallera montada en la parte inferior de la mesa, la cual es accionada por un engrane que proporciona el movimiento a la mesa, el movimiento al engrane es proporcionado por un motor a través de una caja de velocidades. La inversión de la marcha es realizada por medio de un sistema de embrague (clutch). La velocidad en la carrera tiende a ser constante, a excepción de los extremos en donde existe desaceleración, llega a cero y luego aceleración.
Fig. 6 Mecanismo de Engrane-Cremallera 4.2 SISTEMA DE TORNILLO SIN FIN
Se adapta principalmente al cepillo de fosa ya que toda su longitud es aprovechada y no como los otros sistemas que requieren un doble espacio. Su marcha es uniforme con periodos de desaceleración y aceleración en los extremos. 4.3 MECANISMO HIDRÁULICO Es un sistema muy ventajoso por la suavidad de su marcha, su velocidad es uniforme y sobre todo que los impactos en el cambio de sentido del carro o la mesa son totalmente amortiguados, se adapta a los cepillos de codo y de mesa. Este sistema es accionado por medio de un motor de velocidad constante e irreversible que acciona a una bomba hidráulica. El aceite empleado en esta unidad de fuerza es continuamente filtrado a medida que pasa por los tubos hasta el depósito hidráulico; el sistema es completamente estancado para evitar la entrada de suciedad, y solo se usan tubos y rios de unión para presión hidráulica elevada, a fin de evitar las fugas de aceite. Su principal desventaja y por lo cual no es de uso común es su alto costo de mantenimiento. 4.4 MECANISMO DE BRAZO OSCILANTE Para realizar el trabajo estas máquinas deben transformar el movimiento giratorio del motor eléctrico en movimiento rectilíneo del carro. La transformación se obtiene mediante un sistema de biela oscilante. A través de un cambio de velocidades el movimiento giratorio del motor se transmite a un volante (a) que comanda a una biela oscilante (b), la cual oscila en el perno (d). Este último viene arrastrado por el movimiento de un botón de la manivela (c) arrojado en una acanaladura del volante (a). El botón de la manivela recorre una trayectoria circular (i) con movimiento uniforme, y deslizándose en una platina que está en el interior de la acanaladura de la biela (b), esta transmite a la biela (f) el movimiento alterno del carro portaherramientas (e). La variación de la amplitud de la carrera de trabajo se obtiene desviando el botón de la manivela (c) radialmente sobre el volante (a) y transmitiendo el mando por medio del paso de engranajes cónicos (g). El botón de la manivela (c), que se desliza con un movimiento circular uniforme, recorre la circunferencia (i) y arrastra la leva de la biela con movimiento alterno pendular hacia adelante y hacia atrás. La carrera de la extremidad oscilante de la biela va de derecha a izquierda en el tiempo que necesita el botón de la manivela para recorrer el arco LMN. La carrera de izquierda a derecha de la extremidad de la biela se efectúa en el tiempo que necesita el botón de la manivela para recorrer el arco NOL. Es claro que el tiempo empleado por la extremidad de la biela para efectuar una carrera de derecha a izquierda es mayor que el tiempo empleado para efectuar una carrera de izquierda a derecha. Se comprende porque la primera es la que corresponde al trabajo y la segunda a la carrera en vacio. La desventaja de este sistema es que su velocidad no es constante a lo largo de la carrera, llega a un máximo y retorna a cero con un movimiento de desaceleración, lo mismo sucede para el retroceso pero el movimiento lo hace más rápido.
. Fig. 7 Mecanismo de retorno rápido
Fig. 8 Mecanismo de Brazo Oscilante
5. DISEÑO Y TIPO DE CEPILLADORAS La mayor parte de los cepillos se han diseñado con una columna vertical que se usa para soportar la corredera, mesa y los mecanismos de impulso y alimentación. En algún momento de su desarrollo se llamaron de columna o pilar. Sin embargo, puesto que el diseño de tipo de columna se ha generalizado tanto en la construcción de cepillos, los fabricantes consideran que este hecho ya se ha convertido en conocimientos generales de la industria de máquinas. Por tanto se han empleado ya términos más significativos y específicos para clasificar estas máquinas y que indican o señalan algunas características específicas en el diseño de su producto. Algunos tipos de cepillos comúnmente usados se han diseñados para desarrollar trabajos de alguna clase definida, con la mayor efectividad posible. Entre los diseños menos comunes se encuentran el cepillo de cabeza móvil y el cepillo de corte de jalón. La clasificación de estas máquinas se ha visto influida por la acción de la máquina durante la operación de corte. Por ejemplo, en el cepillo de cabeza móvil, contrariamente al procedimiento general, la corredera y la herramienta, en lugar del trabajo (pieza bruta), se mueven cuando se conecta la alimentación automática. Con la limadora de tracción el material se corta en la carrera de regreso en lugar de la de avance. En otro grupo de clasificación se ha basado sobre el tipo de mecanismos de impulso que se utiliza en su fabricación. Por ejemplo, los cepillos en que el movimiento recíprocamente de la corredera se produce por medio de manivela y perno, principalmente en el engrane, en el movimiento de la máquina, reciben el nombre de cepillos de manivela. Similarmente los cepillos de engrane reciben este nombre debido a una serie de engranes y cremallera que se encuentra en la parte inferior de la corredera y que mueven a la herramienta de corte sobre el trabajo o pieza bruta. En el cepillo vertical se tiene aún otra característica de construcción de diseño, responsable del nombre. La herramienta de corte se mueve en dirección vertical, en contraste con el movimiento horizontal habitual de la corredera. De acuerdo a su diseño y funcionalidad, se clasifican en Cepillo de Codo y de Mesa. 5.1 CEPILLO DE CODO Es una máquina con una herramienta de corte alternativa, del mismo tipo que la del torno, la cual efectúa un corte rectilíneo. Moviendo la pieza a través de la trayectoria de esta herramienta, se genera una superficie plana independientemente de la forma de la herramienta. Por medio de herramientas especiales, rios y dispositivos para sujetar la pieza, un cepillo de codo puede cortar también cuñeros externos e internos, gargantas espirales, cremalleras, colas de milano, ranuras en T y otras formas. Los cepillos de codo pueden trabajar piezas de 800mm o máximo de 1000 mm de longitud y generan acabados de desbaste (ð) o de afinado (ð ð).Conocido también como limadora, es el cepillo más utilizado por ser el más pequeño ya que la máxima carrera de este tipo es de 1.5m aproximadamente.
Clasificación de los Cepillos de Codo. A. Horizontal - Corte en el avance 1. Simple (trabajo de producción) 2. Universal (trabajo de herramientas) B. Horizontal – Corte en el retroceso C. Vertical 1. Ranuradora 2. Mortajadora D. De uso especial como para el corte de engranajes Se puede aplicar potencia a la máquina por medio de un motor individual, por medio de engranajes o bandas, o empleando un sistema hidráulico. El mecanismo alternativo de la herramienta se puede disponer de diferentes maneras. Algunos de los cepillos de avance, pero en la actualidad la mayoría de cepillos de codo se impulsan por un brazo oscilante y un mecanismo de manivela. 5.1.1 Cepillo de codo horizontal Construcción: Un cepillo de codo horizontal, consistente de una base y un bastidor que soporta un ariete horizontal es de construcción muy simple. Al ariete que lleva la herramienta se le da un movimiento alternativo igual a la longitud de la carrera deseada. El mecanismo de retorno rápido que mueve al ariete está diseñado de manera que el recorrido de retroceso del cepillo de codo es más rápido que el recorrido de corte, lo cual reduce al mínimo el tiempo inactivo de la máquina. El cabezal portaherramienta en el extremo del ariete, que se puede girar angularmente, está provisto de medios para la penetración de la herramienta en la pieza. En él se sujeta un portaherramienta basculante pivoteado en la parte superior para permitir que la herramienta se levante en la carrera de retroceso, y evitar que se incruste en la pieza.
Fig.9 Cepillo de Codo horizontal
La mesa de trabajo está soportada sobre dos guías en cruz al frente del cepillo. Un tornillo de avance, en conexión con las guías, permite que la pieza se mueva transversal o verticalmente, manual o con transmisión de potencia. Un cepillo de codo universal que tiene estas mismas características, está provisto de adaptación de giro e inclinación para posibilitar un maquinado preciso a cualquier ángulo. El ajuste giratorio se efectúa alrededor de un eje paralelo al movimiento del ariete. El referente a la inclinación está sobre la mesa, el cual provee de los medios para colocar está a un ángulo con respecto al eje giratorio. En el cepillo de codo, la pieza se sujeta atornillándola a la mesa de trabajo o fijándola ya sea por medio de un tornillo de mesa o algún dispositivo especial.
5.1.2 Cepillo de codo hidráulico Se parece a aquellos impulsados por un mecanismo de brazo oscilante, la transmisión en este caso es un circuito hidráulico. Una de las principales ventajas de este cepillo de codo consiste en que la velocidad de corte y la presión durante la impulsión del ariete es constante de principio a fin del corte. La velocidad de corte se muestra por lo general en un indicador y no requiere cálculo. Tanto la longitud de la carrera como la posición relativa a la pieza, se pueden cambiar con rapidez sin parar la máquina, moviendo dos pequeñas manijas al lado del ariete. Otra característica es la de que el movimiento del ariete se puede invertir instantáneamente en cualquier parte y en ambas direcciones del recorrido. El avance hidráulico se produce mientras la herramienta deja de tocar a la pieza y la operación completa de la máquina está inactiva. La relación máxima de velocidad de corte es de aproximadamente 2:1. 5.1.3 Cepillo de codo con corte en el retroceso Este cepillo de codo se llama así porque la herramienta es jalada por el ariete a través de la pieza, en lugar de ser empujada. Se recomiendan los cepillos horizontales con corte en el retroceso para los cortes fuertes. Se usan con frecuencia para el corte de grandes placas de matrices y para el maquinado de piezas grandes en los talleres ferroviarios. Durante el corte, la pieza se jala contra el apoyo posterior ajustable o la cara ajustable o la cara de la columna, reduciendo de este modo los esfuerzos en las guías en cruz y en los apoyos del carro. Hay muy poca vibración, ya que durante el corte se ejerce un esfuerzo de tensión en el ariete. 5.1.4 Cepillo de codo vertical El cepillo de codo vertical o ranurado se usa principalmente en corte de interiores, planos, y ángulos, y para operaciones que requieren cortes verticales debido a la posición en que se debe mantener la pieza. Las operaciones de este tipo se encuentran con frecuencia en el trabajo de matrices, moldes metálicos y patrones metálicos. El ariete del cepillo de codo
opera de un modo vertical y tiene el dispositivo usual de retorno rápido como el de las máquinas de tipo horizontal. La pieza al ser maquinada se sujeta en una mesa circular, teniendo un avance rotatorio además de los movimientos usuales de la mesa. El avance de la mesa circular, permite el maquinado de superficies curvas, proceso que es particularmente deseable para muchas piezas irregulares que no se pueden tornear. Las superficies planas se cortan usando cualquiera de los avances transversales de mesa. Un tipo especial de cepillo de codo vertical, conocido como Mortajadora, está diseñado para cortar cuñeros en engranajes, poleas, levas y piezas similares. A continuación observaremos una ilustración del Cepillo Vertical. 5.1.5 Herramientas para cepillos de codo Las herramientas para los cepillos de codo son similares a las utilizadas en el torno, y se fijan frecuentemente en el mismo tipo de portaherramienta. Prevalecen los mismos ángulos de las herramientas, excepto que es suficiente un ángulo de salida del extremo de 4°. Para el acero, el ángulo de inclinación lateral deberá ser de 15° y para el hierro fundido, con proximidad de 5°.
Fig. 10 Cepillo de Codo vertical 5.2 EL CEPILLO DE MESA En forma histórica, el cepillo de mesa precede al cepillo de codo. Originalmente la bancada plana y las guías del primer cepillo de mesa se hicieron a mano utilizando cincel y lima. Un cepillo de mesa es una máquina herramienta diseñada para desprender metal, moviendo la pieza en línea recta contra una herramienta de un solo filo. Similar al trabajo que se hace en un cepillo de codo, el cepillo de mesa se adapta a piezas mucho mayores.
Los cortes, que son principalmente superficies planas, pueden ser horizontales, verticales o en ángulo. Además del maquinado de piezas grandes, el cepillo de mesa usa con frecuencia para maquinar muchas piezas sujetadas en línea sobre una placa. Los cepillos de mesa ya no son importantes para el trabajo de producción, pues la mayor parte de las superficies planas se maquinan por fresado, escariado o maquinado abrasivo. Ahora, una acepilladora se le llama universal cuando sus herramientas pueden cortar material en las dos carreras, avance y retroceso, mediante un mecanismo de doble herramienta por cada portaherramientas, o bien que la herramienta gire 180º cada vez que se cambia el sentido del movimiento, este tipo de herramientas lo tienen todos los cepillos de fosa y los cepillos grandes del tipo de mesa. Este tipo de portaherramientas se adapta a maquinas grandes debido a que el tiempo en cada carrera es muy grande y de esta manera el tiempo de fabricación se reduce casi hasta la mitad. Tamaño del Cepillo de Mesa y Cepillo de Codo El método usual para designar el tamaño de los cepillos de mesa y los de codo es como se sigue: Cepillo de codo. Longitud máxima de la pieza que se puede maquinar en milímetros. Cepillo de codo vertical o ranurador. Longitud máxima de la carrera en milímetros X diámetro de la mesa de trabajo en milímetros. Cepillo de mesa. Ancho de la mesa en milímetros X distancia desde la mesa al riel en milímetros X longitud de la mesa en metros que fluctúa entre 1 y 30,5 m aproximadamente. Clasificación de los cepillos de mesa Los cepillos de mesa se pueden clasificar en varias formas, pero de acuerdo a la construcción general hay cuatro tipos: A. De doble bastidor B. Lateralmente abierto C. Tipo fosa D. Canteador Transmisión de un Cepillo de Mesa Cada tipo varía de acuerdo al método de transmisión; transmisión por engranajes (ambos, engranes rectos y en espiral), hidráulica, por tornillo, por banda, por variador de velocidad y transmisión por cigüeñal. La transmisión por tornillo se usa en primer lugar en los cepillos de cantear, mientras que la transmisión por cigüeñal, se encuentra solo en algunos cepillos de mesa pequeños. En algunos cepillos de mesa se usan motores de velocidad variable con inversión, controlados con topes en cada extremo de la carrera.
La transmisión hidráulica es altamente satisfactoria por los cepillos de mesa. Se logra una velocidad de corte uniforme a través de toda la carrera. La aceleración y desaceleración de la mesa se produce a una distancia tan corta de la carrera que no es necesario considerar el elemento tiempo. Una segunda ventaja, consiste en que las fuerzas de inercia a vencer son menores en un cepillo de mesa convencional con transmisión de engranajes. Otras ventajas adicionales de la transmisión hidráulica son presiones de corte uniformes, reversión rápida de la mesa, medios rápidos para variar la carrera y un menor ruido en la operación. El cepillo de mesa con transmisión de engranajes, con sus piezas girando con rapidez, incluyendo el rotor del mecanismo motor, tiene que vencer varias veces más fuerza de inercia que un simple vástago de pistón de la transmisión hidráulica. El vencimiento de la inercia consume energía, y con las carreras cortas rápidas la diferencia en el consumo de potencia es notable. 5.2.1 Cepillo de mesa de doble bastidor Este cepillo de mesa consta de una base pesada y larga en la que la mesa o plancha se mueve alternativamente. El bastidor vertical en el centro, a los lados de la base, soporta al travesaño en el que las herramientas avanzan de la pieza. La figura siguiente ilustra la forma en que las herramientas están sujetas, tanto por arriba como por los lado, y el modo en que se pueden ajustar para cortes angulares, se avanzan de una manera manual o por potencia, tanto en dirección vertical como transversal.
Fig.11 Cepillo de mesa de doble bastidor 5.2.2 Cepillo de mesa abierto lateralmente Este cepillo de mesa, tiene el bastidor en un solo lado. El lado abierto permite el maquinado de piezas anchas. La mayoría de los cepillos de mesa tienen una guía y una doble V lo cual permite expansiones desiguales en la bancada y la mesa. Las bridas ajustables al lado de la bancada controlan la longitud de la carrera de la mesa. La precisión de los cepillos de mesa abiertos de lado y el de doble bastidor está determinada por su rigidez y la manera en que se maquinen las guías.
Fig.12 Cepillo de mesa abierto lateralmente 5.2.3 Cepillo de mesa tipo fosa Un cepillo de mesa tipo fosa es de construcción voluminosa, y difiere de uno ordinario en que la bancada es estacionaria y la herramienta se mueve sobre la pieza. La figura muestra tal cepillo de mesa diseñados para piezas de más de 4m de ancho y 11m de longitud. Dos cabezales de tipo pistón hidráulico están montados en el travesaño y cada uno está provisto de un doble portaherramientas basculante para el cepillado de guías dobles. Los dos bastidores reversibles que soportan al travesaño, se deslizan sobre guías y tienen transmisión por tornillo desde un sinfín encerrado en un extremo de la bancada. Todos los avances son automáticos y reversibles, y están diseñados para operar, ya sea a ambos extremos de la carrera de cepillado o en uno solo de ellos.
Fig. 13 Cepillo de mesa tipo fosa 5.2.4 Cepillo de mesa de cantear o de placas Este tipo de cepillo de mesa se proyectó para el maquinado de los cantos de placas pesadas de acero para recipientes a presión y placas de blindaje. La placa se sujeta a una bancada, y el carro que sostiene a la herramienta cortante se mueve hacia atrás y adelante a lo largo del canto. Se usa un gran tornillo de transmisión para mover el carro. La mayoría de cepillos de cantear usan fresas en lugar de las herramientas convencionales del cepillo de mesa, para una mayor velocidad y precisión.
5.3 DIFERENCIAS ENTRE EL CEPILLO DE MESA Y EL CEPILLO DE CODO Aunque el cepillo de mesa y el de codo se adaptan al maquinado de superficies planas, no hay mucha superposición en sus campos de aplicación; difieren ampliamente en construcción y método de operación. Cuando las dos máquinas se comparan en construcción, operación y uso, se pueden observar las siguientes diferencias: A. El cepillo de mesa se adapta especialmente para piezas grandes, el cepillo de codo sólo puede hacer piezas pequeñas. B. En el cepillo de mesa, la pieza se mueve contra la herramienta estacionaria; en el cepillo de codo, la herramienta se mueve a través de la pieza que es estacionaria. C. En el cepillo de mesa la herramienta avanza sobre la pieza; en el de codo, la pieza avanza usualmente, a través de la herramienta. D. El mecanismo de accionamiento en el cepillo de mesa es, por engranajes o por medios hidráulicos. El ariete del cepillo de codo se puede accionar también de esta manera, pero muchas veces se usa en mecanismo de retorno rápido. E. La mayoría de los cepillos de mesa defieren de los de codo en que aquellos alcanzan más uniformidad en la velocidad de corte.
6. ÚTILES PARA CEPILLAR Las herramientas empleadas en las cepilladoras son herramientas de un solo filo; están constituidas por un mango que sirve para la fijación a la máquina, y por una cabeza que es la parte activa, en la cual se encuentra el filo. Los útiles o cuchillas de cepillar se hacen principalmente de acero rápido, pero a veces están constituidos también a base de filos de metal duro. 6.1 AMPLITUD DE LOS TRES ÁNGULOS PRINCIPALES Los tres ángulos fundamentales que caracterizan la herramienta son: el ángulo de filo β, el ángulo de incidencia α y el ángulo de desprendimiento . Como puede verse en la figura, los ángulos α, β y se miden en un plano perpendicular al filo.
Fig. 14 Ángulos de la herramienta. Los ángulos α, β y varían según el tipo de herramienta y el material que se mecaniza.
Tabla 1 Herramienta de acero rápido
Tabla 2 Herramienta con plaquita de aleación dura Las características geométricas de una herramienta usual, de un solo filo son, Fig. 19:
Fig. 15 Características geométricas de una herramienta de cepillar a. Superficie de desprendimiento, sobre la cual se forma y resbala la viruta. b. Flanco del filo principal, vuelto hacia la pieza en la dirección del avance. c. Filo principal, dispuesto en la arista formada por las caras a y b. β: ángulo del filo γ: ángulo de desprendimiento α: ángulo de incidencia d. flanco del filo secundario e. Filo secundario, dispuesto en la arista formada por las caras a y d δ: ángulo de la punta, comprendido ente los filos c y d. κ: ángulo de regulación del filo principal, formado en el plano de referencia por las proyecciones del filo principal y de la superficie mecanizada. h: altura, igual a la distancia entre la base y el punto de intersección de los filos c y e. 6.2 SENTIDO DE AVANCE La pieza puede cepillarse tanto en avance a la derecha como a la izquierda. En el primer caso, la herramienta presenta el filo a la derecha y se llama precisamente, herramienta a la derecha.
En el segundo caso, mirada desde la cabeza y con los filos arriba, presenta el filo principal a la izquierda y en consecuencia se llama herramienta a la izquierda. Algunas herramientas tienen los filos simétricos y, por consiguiente tanto pueden cepillar avance a la izquierda como a la derecha.
Fig. 16 Sentido de avance.
6.3 TIPOS Y FORMAS DE LOS ÚTILES La forma del filo de los útiles se elige de acuerdo con el trabajo de cepillado que se trate de realizar. Los útiles de cepillar se diferencian de los de tornear solamente en casos excepcionales. Las herramientas para cepillar se diferencian por la posición de su cabeza con respecto al mango. 6.3.1 Los útiles de debastar Estas pueden ser a la derecha o a la izquierda. Están construidas con acero rápido o bien con plaquitas postizas de metal duro. Son muy robustas para que puedan arrancar viruta de gran sección y en poco tiempo. Estas herramientas pueden trabajar con una profundidad de pasada de hasta 10mm.
Fig. 17 Útiles de desbastar. a) Útil de desbastar a la izquierda, recto; b) Útil de desbastar a la derecha, recto; c) Útil de desbastar a la izquierda, curvado; b) Útil de desbastar a la derecha, curvado 6.3.2 Útiles de afinar Han de dar a la superficie trabajada un aspecto limpio y por esta razón los filos son redondeados o planos. Un útil curvado hacia atrás se flexa separándose de la pieza al
encontrar en esta un punto duro, no deteriorándose la superficie trabajada como ocurriría al clavarse en ella si el útil no tuviera esa curvatura hacia atrás.
Fig. 18 Útiles de afinar. A) Útil de afinar en punta; B) útil de afinar, ancho; C) útil recto; D) útil curvado Dentro de los útiles de afinar encontramos la herramienta para acabar a la americana destinada al acabado de grandes superficies empleando un fuerte avance. El filo de la herramienta es un segmento de arco de círculo y trabaja con un avance aproximadamente igual a la mitad de su ancho, es decir, unos 5: 7 mm. Los surcos producidos de esta manera por la herramienta quedan muy visibles, sin embargo, la superficie que se obtiene es muy regular y constituye un buen plano de apoyo. Este tipo de cepillado suele conocerse con el nombre de “cepillado a la americana”, este resulta muy adecuado para las superficies sobre las que se disponen fijaciones por brida y para las superficies vistas, ya sea por razones de estética, para garantizar la buena conservación del plano en caso de golpes, rayas, etc.
Fig.19 Herramienta para cepillar a la americana. 6.3.3 Útiles de formas especiales Para el mecanizado de formas variadas se necesitan otras formas especiales de útiles, tales como: a) útil de tronzar; b) útil de corte lateral; c) útil en forma de gancho; d) útil para ejecutar redondeamientos.
Fig. 20 Formas diversas de los útiles de cepillar. A continuación pueden verse dos herramientas para labrar ranura en I, con plaquita postiza de metal duro.
Fig. 21 Herramientas especiales para ranuras.
6.3.4 SUJECIÓN DE ÚTILES Con objeto de que el útil no flexe hay que sujetarlo tan corto como sea posible (Fig. 22).
Fig.22 Sujeción de Útiles
En el cepillado horizontal, el útil se mantiene perpendicular a la pieza que se trabaja. En este caso se levanta la placa a charnela con toda seguridad durante la carrera de retroceso del útil. Mediante la inclinación que se da al carro portaherramientas en el cepillado oblicuo, la placa charnela recibe una posición inclinada la cual dificulta que 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 y para el cepillado vertical, se fija la placa charnela con una clavija con objeto de que el útil no se deteriore durante el retroceso en la superficie trabajada.
. Fig.23 Ajuste de la Herramienta en el Cepillado Vertical y Oblicuo. 7. SUJECIÓN DE LAS PIEZAS Mediante la sujeción que se origina entre la pieza y los apoyos o calces un fuerte rozamiento que impide el deslizamiento de la misma al obrar sobre ella el esfuerzo de corte. La magnitud del rozamiento crece con la aspereza o rugosidad de las superficies de sujeción y con la presión ejercida por las mordazas. Esta última, no puede, sin embargo, ser extraordinariamente grande, pues podría darse el caso de que se deformaran las piezas cuando son delgadas. La superficie de sujeción tiene que ser suficientemente grande, pues si es demasiado pequeña la presión por unidad podría resultar excesiva y quedar, como consecuencia de ello, señaladas en la pieza las marcas de los sitios oprimidos. Las virutas y demás cuerpos extraños interpuestos hacen que la sujeción no sea buena y por esta razón deben limpiarse las superficies correspondientes antes de proceder a la sujeción.
Las piezas pequeñas se sujetan en el tornillo de sujeción o mordazas de la máquina. La pieza se levanta algo al cerrar la mordaza móvil y por esta razón hay que apretarla contra el fondo, golpeándola con el mazo de madera. Con auxilio de piezas paralelepipédicas se facilita la colocación y sujeción, pero ha de atenderse que con ellas no se dificulten las mediciones y verificaciones durante el mecanizado.
Fig.24 Sujeción de Piezas Pequeñas
Las piezas grandes se sujetan sobre la mesa de cepillar (Fig. 25). Como medios de sujeción se emplean tornillos y hierros o garras de sujeción. Las cabezas de sujeción han de ajustar bien en las ranuras en T de la mesa. El hierro o garra de sujeción transmite a la pieza la presión de sujeción. Tiene que estar dispuesto paralelamente a la superficie de sujeción con objeto de que el área de apoyo resulte suficientemente grande. Los tornillos de sujeción deben quedar cerca de la pieza para que, aprovechándose la acción de palanca, se produzca una fuerte presión sobre la pieza. Si esta no puede sujetarse por arriba se recurre a sujetarla a la mesa mediante piezas laterales (Fig. 26).
Fig.25 Sujeción en la mesa de cepillar Delgadas
Fig.26
Sujeción
de
Piezas
8. AJUSTES 8.1 AJUSTE DEL NÚMERO DE CARRERAS El número de dobles carreras a establecer por minuto se rige por la velocidad de corte isible y por la longitud de la carrera. La velocidad de corte se saca de la Tabla 3 El número de dobles carreras por minuto puede leerse en la tabla correspondiente de la máquina (Tabla 4), teniendo en cuenta la velocidad de corte adoptada, pero puede obtenerse también por cálculo. Según sea el tipo de la máquina pueden establecerse diversas dobles carreras por minuto. Dobles carreras por minuto 28 52 80
Dobles carreras por minuto 28 52 80
Longitud de carrera en minuto 100 200 300 Vm en m / min 5.3 10.2 14.2 9.8 19 26.2 15.2 29 41 Tabla 3 Valores prácticos para la velocidad de corte
400 18.2 33.6 52
Longitud de carrera en minuto 100 200 300 Vm en m / min 5.3 10.2 14.2 9.8 19 26.2 15.2 29 41 Tabla 4 Elección del número de dobles carrera
400 18.2 33.6 52
8.2 CÁLCULO DE LAS DOBLES CARRERAS/MINUTO ( )
( (
) )
8.3 AJUSTE DE LA LONGITUD DE LA CARRERA La longitud de la carrera se compone de la longitud de la pieza l, del recorrido anterior l a y el recorrido ulterior lu. Con objeto de evitar tiempos inútiles de marcha en vacio, la y lu deben ser escogidos no demasiado grandes. Por lo general, se toma la = 20mm y lu = 10mm. (Fig. 27)
Fig.27 Ajuste de la Longitud de la Carrera 8.4 AJUSTE DEL AVANCE Y DE LA PROFUNDIDAD DE CORTE La magnitud del avance se rige por el tipo de mecanizado que haya de realizarse. (Fig. 28)
La sección de viruta debe ser proporcionada a la potencia de la máquina. Al desbastar debe ser la profundidad de corte de 3 a 5 veces mayor que el avance. Al afinar hay que mantener tanto la profundidad de corte como el avance con un valor pequeño.
9. FUNDAMENTOS DE CEPILLADO 9.1 LONGITUD DE LA CARRERA La longitud de la carrera de trabajo debe ser ligeramente mayor que la longitud de la pieza a cepillar. Ésta se ajusta mediante el desplazamiento de la espiga de la manivela. El retroceso del carro se realiza en un tiempo más corto que el movimiento hacia delante. Para una carrera larga, la espiga de la manivela tiene que estar muy alejada del centro del disco-manivela. La espiga recorre entonces durante la carrera de trabajo el trayecto de A a B (ángulo α) y en el retroceso de B a A (ángulo β). Como el ángulo de la carrera de trabajo es mayor que el retroceso, la carrera de trabajo dura más. Esto es precisamente lo que conviene, ya que durante la carrera de vacio no se realiza trabajo eficaz alguno. Para una carrera pequeña se fija la espiga cerca del centro del disco-manivela. Existe una tabla que muestra la relación entre la longitud de la carrera y la pieza donde el espacio libre a la salida debe ser aproximadamente igual a la mitad del espacio libre antes de entrar a la pieza, esto es con el fin de no obligar a cortar la herramienta cuando su velocidad sea casi, o igual a cero. Longitud de la carrera en mm 0-50 50-150 150-400 400-750
Espacio libre antes de iniciar el corte 0-25 25-50 50-75 75-100
Tabla 5 Relación entre la longitud de la carrera y los espacios anterior y ulterior de la misma
Fig. 29 Longitud de la Carrera
9.2 VELOCIDAD DE CORTE EN EL CEPILLADO Se designa por velocidad de corte ( ) el recorrido en m/min que hace el útil durante la carrera de trabajo. La velocidad durante la carrera de vacío se llama velocidad de retroceso.
(
(
) (
)
) (
)
En la práctica se cuenta, por lo general, con una velocidad de corte media, resultante de y .
En el trabajo de cepillado con una máquina de accionamiento por biela oscilante de corredera, la velocidad de corte no es uniforme. (Fig. 38) Al principio de la carrera, la velocidad de corte es nula. Crece después hasta un valor máximo a la mitad de la carrera y disminuye nuevamente hasta el valor de cero final de la misma. Lo mismo ocurre para la velocidad de retroceso, teniendo en cuenta que esta es mayor que la de corte, dado que se tiene un mecanismo de retorno rápido.
Fig.30 Velocidad de Corte en el Cepillado
9.3 INFLUENCIA DE LA LONGITUD DE CARRERA SOBRE LA VELOCIDAD DE CORTE Para un número igual de revoluciones del disco-manivela, permanece también igual el número de carreras ( ). Si se varía la longitud de la carrera, variará también la velocidad, ya que el útil de cepillar hará en el mismo tiempo un recorrido de longitud distinta. 9.4 FUERZA Y POTENCIA DE CORTE La fuerza de corte para realizar las operaciones viene dada por la fórmula:
Dónde: K: Fuerza específica de corte; puede considerarse que cuadruplica la resistencia de tracción del material que se desea mecanizar. S: Sección de la viruta en mm. p: Profundidad de pasada. a: Avance
La potencia necesaria para el corte, es decir para que este se desarrolle a una velocidad determinada v, se hallará multiplicando la fuerza por la velocidad.
Esta fórmula se transforma en:
Dónde: K: Fuerza específica de corte en Kg/mm p: Profundidad de pasada en mm a: Avance en mm v: Velocidad en m/min €: Rendimiento de la máquina Pero a esta potencia necesaria para el corte hay que sumarle la potencia que consume el rozamiento del carro sobre las guías de la máquina. Esta potencia resultará igual a la fuerza de rozamiento por la velocidad, es decir:
Siendo: Q: El peso del carro y la pieza F: El coeficiente de rozamiento v: La velocidad Poniendo v en m/min, se obtendrá la potencia en CV por la fórmula:
Por tanto, la potencia total absorbida por la máquina será la potencia absorbida dividida por el rendimiento, o sea: [(
)
(
)]
9.5 CÁLCULO DEL TIEMPO PRINCIPAL EN EL CEPILLADO
Longitud de la carrera;
longitud anterior
longitud ulterior
velocidad de retroceso en m/min velocidad de corte en m/min avance por cada doble carrera en mm La ecuación fundamental para el cálculo del tiempo principal es:
El camino es la longitud de la carrera. Con las velocidades tiempos para las carreras de trabajo y de retroceso.
y
pueden calcularse los
Tiempo para la carrera de trabajo ( (
) )
⁄
Tiempo para la carrera en vacio ( (
) ⁄
)
Tiempo empleado en la doble carrera
Para cepillar una pieza será necesario un determinado número de dobles carreras dependientes de la magnitud del avance y de la anchura de cepillado. La anchura de cepillado se deduce de la pieza más los recorridos laterales anterior y ulterior, que son de 5 mm cada uno. (Fig. 31)
Fig.31 Anchura de Cepillado Anchura de cepillado anchura de la pieza + recorridos laterales anterior y ulterior (
)
Si se divide la anchura de cepillado por el avance se obtiene el número necesario de dobles carreras
El tiempo principal se calcula multiplicando el número de dobles carreras por el tiempo de cada doble carrera. Tiempo principal
10. APLICACIONES 10.1 CEPILLADO DE PIEZAS <
Fig. 32 Plano de Taller Plan de trabajo Fases del trabajo 1 Sujeción de la pieza y nivelación y alineación 2 Sujeción de la cuchilla de cepillar 3 Ajuste del número de dobles carreras, de la longitud de la carrera y del avance 4 Cepillado sucesivo de las caras longitudinales (ajústese la profundidad de corte con calibres normales de caras paralelas) 5 Trazado de la “uve”, del vaciado inferior y de las ranuras 6 Cepillado previo de la “uve” 7 Sujeción de la cuchilla de tronzar y cepillado de la ranura 8 Inclinación del cabezal porta-cuchilla, sujeción del útil de afinar y cepillado de las caras inclinadas 9 Colocación del cabezal en posición normal, giro de la pieza y cepillado del vaciado inferior 10 Giro de la pieza y sujeción de la misma; cepillado de las ranuras laterales 11 Desbardado
Herramienta Tornillo de la máquina: piezas paralelepipédicas Cuchilla de cepillar a la izquierda, recta
Cuchilla de cepillar a la izquierda, recta; cuchilla de cepillar de forma puntiaguda; calibres normales de caras paralelas Escuadra; transportador; pie de rey; aguja de trazador; granete Cuchilla de cepillar de forma puntiaguda Cuchilla de cepillar para tronzar, recta Cuchilla de cepillar de forma puntiaguda
Cuchilla de cepillar de forma puntiaguda; cuchilla de cepillar para tronzar Cuchilla de cepillar para tronzar Lima fina
Instrumentos de medición y verificación: pie de rey, calibre de profundidades, escuadra, transportador universal.
Fig. 33 Plan de Trabajo del cepillado de una guía en “uve” 10.1.1 Mecanizado del prisma de apoyo La pieza de sujeta en el tornillo de la máquina. Para ajustar la profundidad de corte se puede emplear calibres normales de caras paralelas. El recorrido anterior debe ser de unos 20 mm y el ulterior de unos 10 mm. Dado por supuesto que puedan ajustarse los números de dobles carreras por reseñados en la Tabla 4, sería adecuado adoptar 52 dobles carreras por minuto. Al cepillar las superficies inclinadas hay que atender a que estas sean tales que su intersección sea paralela a las superficies de apoyo, pues de lo contrario al usar la pieza uve los taladros no resultarían verticales. Con objeto de que el útil de tronzar no se clave o no se quiebre hay que ajustarlo con avance pequeño. Antes de cepillar las caras inclinadas puede haberse también aserrado la ranura y en este caso estaría de más la operación 7 del plan de trabajo. 10.1.2 Medición y verificación del prisma Para la medición de la longitud, anchura, altura, y anchura y profundidad de la ranura, basta con el pie de rey y el calibre de profundidades. Para verificar la planitud puede encontrar aplicación la regla de filo. La perpendicularidad de las caras exteriores entre sí se comprueba con la escuadra y el ángulo que forman las caras inclinadas con el transportador universal (Fig. 34). Para verificación de la forma, se utiliza frecuentemente una galga (Fig. 35). La condición antes referida de que las caras sean tales que su intersección sea paralela a las bases o superficies de apoyo puede verificarse de diversos modos, como por ejemplo, con calibres normales de caras paralelas o con el comparador (Fig. 36). El prisma se coloca para esto sobre el mármol de trazar, bien limpio previamente. Como elemento auxiliar se emplea una espiga o mandril de verificación que se coloca sobre las superficies inclinadas. Al verificar debe indicar el amplificador, colocado en ambos extremos de la espiga, la misma desviación de la aguja. Para hacer esta prueba como es natural habrá que disponer el palpador del amplificador sobre la parte más alta de la espiga de verificación. Con la verificación mediante calibre de caras paralelas se pone de manifiesto si es igual la distancia entre la espiga de verificación y el plano de mármol para ambos extremos de aquélla.
Fig. 34 Medición con el transportador universal
Fig. 35 Verificación con la galga
10.2 CEPILLADO DE REGLETAS DE GUÍA Trabajo encargado: Mecanizar en la cepilladora una regleta de guía suministrada en la longitud adecuada (Fig. 36)
Fig. 36 Plano de Taller Plan de trabajo
1 2 3
4
Fases del trabajo Sujeción de la pieza y nivelación y alineación de la misma Sujeción de la cuchilla de cepillar Ajuste del carro transversal a la altura necesaria, ajuste del número de dobles carreras, de la longitud de la carrera, de su posición y del avance Devastado y afinado de caras laterales
Herramientas Topes de sujeción, espigas de sujeción, tope frontal Cuchilla de cepillar a la izquierda, recta
Cuchilla de cepillar a la izquierda, recta; cuchilla de cepillar de forma puntiaguda; calibres normales de caras paralelas 5 Trazado del rebajo Gramil; escuadra 6 Sujeción del útil de corte lateral y cepillado Cuchilla de cepillar de esquina curva a la izquierda; calibres normales de caras paralelas 7 Desbarbado Lima fina Instrumentos de medición y de verificación: pie de rey, calibre de profundidades, escuadre, regla de filo, calibres normales de caras paralelas
Fig. 37 Plan de trabajo de cepillado de regletas guía
10.2.1 Mecanizado de la regleta de guía Puesto que la regleta no puede sujetarse por arriba habrá que emplear garras de sujeción, espigas o topes de sujeción y tope frontal. El número de dobles carreras necesario se determina teniendo en cuenta la longitud de la carrera y la velocidad de corte. La longitud de la carrera y su posición se pueden regular con ayuda de los topes graduables. Para ajustar la profundidad de corte se emplean calibres normales de caras paralelas. 10.2.2 Medición y verificación de la regleta Las mediciones, la planitud y la perpendicularidad de cara se verifican del modo conocido por medio de pie de rey, calibre de profundidades, regla de filo y escuadra. Para verificar la profundidad del rebajo pueden emplearse también calibres normales. 10.3 CEPILLADO DE COLA DE MILANO Trabajo encargado: Mecanizar en la cepilladora una guía en cola de milano suministrada en la longitud adecuada (Fig. 38)
Fig. 38 Plano de Taller
Plan de trabajo Fases del trabajo 1 Sujeción de la pieza y nivelación y alineación de la misma 2 Sujeción de la cuchilla de cepillar 3 Ajuste del carro transversal a la altura necesaria, ajuste del número de dobles carreras, de la longitud de la carrera, de su posición y del avance 4 Cepillado de las superficies estrechas, superiores y de los rebajos 5 Trazado 6 Cepillado de la ranura rectangular 7 Inclinación del cabezal porta-cuchilla, sujeción del útil de afinar y cepillado de las caras inclinadas
Herramientas Topes de sujeción, espigas de sujeción, tope frontal Cuchilla de cepillar a la izquierda, recta
Cuchilla de cepillar a la izquierda, recta Gramil, Escuadra, Transportador Universal Cuchilla de cepillar para tronzar, recta Cuchilla de cepillar de forma puntiaguda
10.3.1 Medición y verificación del prisma Para medir la longitud, la anchura y el espesor se utilizan los instrumentos corrientes de medida, por ejemplo, pie de rey, calibre de profundidades y pálmer. La planitud, la inclinación y el paralelismo pueden verificarse de diferentes modos. (Fig. 39, 40, 41, 42, 43)
Fig. 39 Verificación de la Planitud y de la Perpendicularidad
Fig. 40 Verificación de la guía en cola de milano con el transportador universal y con una plantilla
Fig. 41 Verificación de la profundidad y paralelismo
Fig. 42 Verificación del paralelismo de las superficies de guía inclinadas
Fig. 43 Verificación de las caras cruzadas por medio de escuadra y comparador
11. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL CEPILLO Otras máquinas-herramientas son capaces de cortar y eliminar material con más rapidez que los cepillos, pero los cepillos se prefieren para muchos trabajos de corrida corta por que ofrecen varias ventajas. Un cepillo puede tener muchos usos en un cuarto de herramienta en un taller de trabajo y puede cambiarse con facilidad de un trabajo a otro. El tiempo de habilitación para muchos trabajos es menor en un cepillo que en otras máquinas. Prácticamente todo el trabajo puede hacerse con herramientas simples de poco costo. Esto se ejemplifica con una superficie curvada que requeriría una herramienta de forma especial si se maquinara por otro método como fresado, pero pueden conformarse por una herramienta de un solo filo. Aún si se utiliza una herramienta de forma en un cepillo puede hacerse y afilarse con más facilidad que un cortador de fresa con dientes múltiples o una brocha. Un cepillo es muy conveniente para cortar superficies inclinadas. En otras máquinas, como la fresadora, con frecuencia se necesitan dispositivos especiales de fijación y aditamentos para maquinar superficies inclinadas. Las piezas de trabajo frágiles algunas veces pueden conformarse con habilitados ordinarios por que las fuerzas de corte no son grandes, en tanto que sería necesario soportes adicionales en otras máquinas de herramientas.
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