Rectificadora

Rectificadora

Máquina herramienta, utilizada para realizar mecanizados por abrasión.

Rectificadora. Máquina herramienta, utilizada para realizar mecanizados por abrasión, con mayor precisión dimensional y menor rugosidad que en el mecanizado por arranque de viruta. Las piezas que se rectifican son principalmente de acero endurecido mediante tratamiento térmico. Para el rectificado se utilizan discos abrasivos robustos, llamados muelas.

El rectificado se aplica luego que la pieza ha sido sometida a otras máquinas herramientas que han quitado las impurezas mayores, dejando solamente un pequeño excedente de material para ser eliminado por la rectificadora con precisión.

Principio de funcionamiento

Las rectificadoras para piezas metálicas consisten en un bastidor que contiene una muela giratoria compuesta de granos abrasivos muy duros y resistentes al desgaste y a la rotura. La velocidad de giro de las muelas puede llegar a 30.000 rpm, dependiendo del diámetro de la muela.

Objetivos del rectificado

El rectificado es una operación que se efectúa en general con piezas ya trabajadas anteriormente por otras máquinas herramientas hasta dejar un pequeño exceso de metal respecto a la dimensión definitiva. El rectificado tiene por objeto alcanzar en las dimensio­nes tolerancias muy estrictas y una elevada calidad de acabado superficial; se hace indispensable en el tra­bajo de los materiales duros o de las superficies en­durecidas por tratamientos térmicos. Las herramien­tas empleadas son muelas giratorias.

Tipos de rectificadoras

Rectificadoras de superficie

Rectificadora de superficies de tipo I

La mayoría de las rectificadoras de superficie del tipo I sirven para rectificar una superficie plana de la pieza de trabajo, por lo regular a unaigualdad de superficie menor de 0.0002 pulg. No obstante este tipo de rectificadoras también puede usarse para maquinar contornos en la pieza de trabajo. La rueda puede carearse a la forma inversa de la deseada en la pieza de trabajo, y luego puede esmerilarse el contorno en la parte.

La pieza de trabajo se sostiene por lo general en un mandril magnético y se la hace viajar bajo la rueda giratoria con la mesa. A su vez, la mesa esta montada sobre un soporte que proporciona el movimiento transversal de la mesa bajo la rueda. En algunos modelos, se mueve la cabeza esmeriladora con la rueda transversalmente a la superficie de la pieza de trabajo en vez de que la mesa este sobre un soporte. El tamaño de estas maquinas puede variar mucho, de las pequeñas de 4 por 8 pulg. de área de rectificado hasta las de 6 por 16 pies y mayores. La gran mayoría de este tipo son de 6 por 12 pulg.

Rectificadora de husillo horizontal y mesa giratoria

En esta el eje de rotación de la mesa puede inclinarse unos cuantos grados para operaciones como el esmerilado hueco de cierras circulares. Cuando se esmerilan las juntas de sellamiento en esta forma, el patrón resultante de ralladuras circulares brinda un cellamiento excepcionalmente bueno.

Rectificadora de husillo vertical y mesa reciprocante

Una forma de estediseño es el rectificador de guías, el cual se adapta bien para piezas de trabajo largas y angostas, como por ejemplo, para el rectificado de guías de otras maquinas herramientas. Típicamente estas rectificadoras van dotadas de usillos auxiliares para que pueda completarse toda la configuración de las guías en un solo montaje de la pieza en la máquina.

Rectificadora para careado

En esta se emplea típicamente una rueda segmentada montada en un husillo horizontal, en forma tal que el extremo del husillo queda presentado hacia la parte. Esta maquina es adecuada especialmente para el careado de superficies verticales anchas.

Rectificadoras cilíndricas

La denominación rectificadora cilíndrica cubre una gran cantidad de maquinas herramientas para rectificado, inclusive las que rectifican piezas de trabajo montadas entre centros; piezas de trabajo en extremo pesadas montadas entre chumaceras; rectificado sin centros y rectificado interior, ya sea con la pieza suelta en un mandril o en la forma de sujeción sin centros.

Rectificadora cilíndrica de tipo centro

La forma fundamental de rectificado cilíndrico se hace con la pieza de trabajo montada entre centros. Por exactitud se hace girara la pieza de trabajo entre centros muertos entre ambos extremos, dando movimiento a dicha pieza por medio de un plato que gira en forma concéntrica respecto al centro de la cabeza de la maquina. La rectificadora cilíndrica siempre es capaz de rectificar también partes cónicas, por la oscilación de la mesa en torno a un eje vertical, a la manera de la mesa de una fresadora universal. También se puede utilizar en desplazamiento vertical de la rueda respecto a la pieza de trabajo, sin que la mesa tenga movimiento alguno.

Rectificadora cilíndrica simple del tipo de centros

Emplea una rueda de esmeril montada a un cierto Angulo respecto a los centros. Estas maquinas son adecuadas en especial para rectificado en hombros, particularmente cuando es critica la relación entre el diámetro y la cara. Este tipo de rectificadora también es capaz de recorrer la mesa de la misma forma que las de los tipos simple y universal.

El rectificado de formas también se puede hacer en la rectificadora cilíndrica del tipo de centros. En este tipo de rectificadora, se conforma en la rueda de esmeril la inversa de la forma que ha de impartirse a la pieza de trabajo, y luego se rectifica la parte poralimentación directa de la rueda hacia la pieza de trabajo. Este es un método para la alta producción muy usado en partes complejas como las de las válvulas hidráulicas.

Rectificadora de rodillos

Se usa para acabar y recarear los rodillos que se emplean para el acabado en caliente y en frió de los aceros y otros metales. Estos rodillos típicamente son muy pesados, por lo que se soportan en chumaceras de muñón para su esmerilado, justamente como están cuando trabajan en el molino de laminación en el que se usan. Además debido al peso de los rodillos las rectificadoras de rodillos están diseñadas de manera que giren los rodillos en una posición fija y que la cabeza de la maquina se mueva a lo largo de carriles que son paralelos al rodillo. Cuando el rodillo se va a utilizar para laminar acero en frió, operación en la que se requieren altas presiones, se ajusta la maquina para rectificar un rodillo con curvatura ligeramente convexa para que el producto resulte plano. En rodillos para laminado o estirado en caliente, sucede lo inverso, y se compensa rectificando el rodillo con forma ligeramente cóncava. Para las aplicaciones de rodillos mas pequeños, se rectifican algunos rodillos entre centros y en rectificadoras cilíndricas simples, y a veces en rectificadoras de banda recubierta de abrasivo que pueden rectificar toda la superficie en un solo paso.

Rectificadora sin centros

Es por lo general una maquina que sirve para trabajar en el diámetro exterior de una pieza de trabajo cilíndrica. Estas maquinas se usan por lo general en trabajos de alta producción, pero de ninguna manera están limitadas para partes cilíndricas simples. Ciertas partes con diferentes diámetros, como las válvulas automotrices, se pueden avanzar hasta un tope fijo. También es posible hacer partes cónicas conformando tanto las ruedas de esmeril como las ruedas reguladoras en la forma inversa de la que se requiere y hasta es posible rectificar sin centros partes de porciones centradas de mayor diámetro que los extremos, cargando la parte a la maquina hacia abajo desde la parte superior con aparatos especiales para su avance. Aun las partes roscadas sin cabeza, como los opresores, pueden roscarse en las rectificadoras sin centros.

Rectificadora de discos

Esta maquina avanza las partes entre las caras de dos ruedas de esmeril. Se emplean diversos métodos para alimentar las partes a este tipo de maquinas.

Rectificadora de engranes

Se dividen en rectificadoras de forma en las que la rueda de esmeril esta careada exactamente a la forma inversa a la del diente que se va rectificar, y los tipos generadores en los que la forma resulta de la acción conjugada de la rueda y la pieza de trabajo.

Rectificadoras para interiores

Estas máquinas realizan los mismos movimientos relativos entre pieza y herramienta que las ya citadas para exteriores y adoptan soluciones cinemáticas y de accionamiento análogos, pero con complicaciones derivadas de la clase especial del trabajo. El hecho de tener que trabajar superficies interiores impone lími­tes a las dimensiones de la muela que, por tanto, para trabajar con velocidades de corte económicas debe poseer velocidades angulares muy altas (de 20.000-100.000 rpm) y necesita frecuentes avivados del grano.

Esto implica la existencia de un dispositivo mecánico para la recuperación del error producido. Como se ha indicado, el movimiento de trabajo se asigna a la muela, lo mismo que el movimiento de re­gulación radial; mientras que el movimiento de avance periférico lo realiza la pieza. Los dos tipos principales de rectificadores para in­teriores se clasifican partiendo de la forma del movi­miento de avance axial.

En el tipo de avance axial de la pieza, adaptado al trabajo de piezas de dimensiones no excesivas, la pieza, bloqueada en el árbol del ca­bezal por un autocentrador, se desplaza con la mesa que se desliza por unas guías longitudinales situadas en la parte izquierda de la bancada. Entre el cabezal y la mesa se halla un disco orientable para la rectifi­cación de orificios cónicos. A la derecha de la bancada existen unas guías transversales para el cabezal por­tamuelas.

En el tipo de avance axial de la muela, el movi­miento de avance longitudinal se asigna al cabezal portamuelas. Este, montado sobre una mesa desliza­ble sobre las guías de la bancada, puede realizar des­plazamientos hasta de 400-500 mm con velocidades re­gulables de manera continua.

Para el rectificado de orificios en piezas asimétricas y de grandes dimensiones existe una tercera solución en cuyo esquema cinemático se asigna a la muela, aparte del movimiento de trabajo, uno planetario en torno al eje de la superficie por rectificar; las regula­ciones radiales se efectúan variando el intereje entre la muela y el orificio. Según los tipos, el movimiento axial de avance puede asignarse a la muela directa o a la pieza.

Rectificadora de cigüeñales

Los ejes del cabezal porta-muelas, el cabezal porta-piezas y el cabezal móvil hechos en acero especial endurecido y afilado para dar un molido preciso al cigüeñal y una vida larga a la máquina. Cojinete angular de buena calidad usado en el cabezal porta-muelas, el cabezal porta-piezas y el cabezal móvil. Engranajes en acero de aleación hechos sobre una fresa madre generadora de engranajes. Sistema de lubricación suministrada en el cabezal porta-muelas para asegurar una vida larga de las bujes de Bronce Fósforo y el eje. La mesa ahusada ayuda en circulación del enfriador

Otras rectificadoras

Maquina lapeadora o pulidora

En esta maquina se prepara la superficie cortante impregnando granos de abrasivo en una placa relativamente blanda que sostiene, mientras se imparte un movimiento relativo a la pieza de trabajo. Por este método se obtiene una igualdad de superficie excepcional, pero la rapidez de corte es muy baja. El control de temperatura es crítico para el lapeado de precisión.

Joneadora

Se usa para el dimensionado con precisión de orificios o agujeros previamente maquinados. Esta maquina se puede usar ya sea para joneado externo o interno de la pieza de trabajo dentro de un intervalo de tamaño, y a menudo se le dota de aditamentos para el movimiento mecánico de la pieza de trabajo a lo largo del mandril de joneado.

Rectificadora electroquímica

Esta es en realidad una maquina para recubrimientos electrolíticos, operada a la inversa. La acción electroquímica remueve el material de la pieza de trabajo (ánodo), pero se forman óxidos aislantes en el proceso. El abrasivo sirve principalmente para remover los óxidos de manera que pueda continuar el proceso de separación electrolítica. La rueda abrasiva es por lo general una rueda impregnada de diamante, por conductividad, y las ruedas duran un tiempo muy largo. Este tipo de maquina se usa con frecuencia en el afilado de herramientas de corte de una sola punta, de carburos para tornos, y en herramientas para cepillos.

Muelas

Están compuestas por granos abrasivos aglomera­dos en dispersión en un cemento que define la forma de la herramienta. Los granos representan infinitos fi­los que, al actuar con elevada velocidad sobre la pieza en elaboración, arrancan minúsculas partículas de ma­terial. Este modo de trabajar indica también los re­quisitos que deben poseer los abrasivos: dureza, re­sistencia al desgaste y resistencia a la rotura.

Los abrasivos utilizados actualmente son artificia­les. El Alundum (hasta 99 % de Ah03 cristalizado) co­nocido en el comercio también con los nombres de Corundum, Coralund, Aloxite y Alucoromax, se uti­liza generalmente para trabajar aceros.

El carburo de silicio (SiC) conocido como Carborundo. Crystolon y Carborite, más duro, pero menos resistentes a la ro­tura, se utiliza para materiales durísimos que son poco tenaces (fundiciones y carburos metálicos) o materia­les blandos (aluminio, latón y bronce). El Borolón es el abrasivo artificial más duro y resistente que se co­noce.

La dimensión de los granos está vinculada a la uti­lización de la muela: para muelas desbastadoras se emplea grano grueso; para operaciones de rectificado se pasa de los granos medianos a los finos, hasta llegar a los polvos utilizados para el pulido. El número índice del grosor de los granos expresa el número de hilos por pulgada contenido en el último cedazo separador atravesado (los granos más finos llegan hasta 240 hi­los).

Los aglomerantes de las muelas pueden ser cerá­micos, de silicato sódico y arcilla, o elásticos. Los aglomerantes cerámicos, constituidos por arci­llas, cuarzo y feldespato, que reducidos a polvo se em­pastan con el abrasivo y se conforman con moldes apropiados, después de un periodo de desecación lenta se vitrifican en hornos de túnel (a unos 1.500 0C durante 3-5 días). Son de uso corriente y poseen óp­timas cualidades, pero presentan poca elasticidad.

Los aglomerantes de silicato sódico y arcilla requieren una cocción a 200-300 0C; con esta pasta se construyen muelas menos duras que las anteriores y con acción abrasiva reducida; son más económicas, pero de me­nor duración. Los aglomerantes elásticos, adoptados para la construcción de muelas delgadas para corte o capaces de un elevado grado de acabado, pueden ser el caucho vulcanizado, la baquelita u otras resinas sin­téticas, o goma laca.

Los datos característicos de una muela son el tipo de abrasivo, su granulación (gruesa, mediana, fina o muy fina), su tenacidad (muy blanda, blanda, me­diana, dura o muy dura), su estructura (cerrada,, me­diana o abierta) y el tipo de cemento aglomerante.

Tamaño del grano

Para obtener una acción uniforme de corte, los granos abrasivos están graduados en varios tamaños, indicados por los números de 4 al 600. El número indica la canti­dad de aberturas por pulgadas lineales en una criba es­tándar, a través de la que pasaría la mayor parte de ¡as partículas de un tamaño específico. Los granos cuyos tamaños van del 4 al 24 se llaman “gruesos”; los de 30 a 60 se denominan “medianos”, y los que van del 70 al 600 se conocen como “finos”.

Los granos finos producen superficies más lisas que los gruesos, pero no pueden eliminar tanto metal como éstos.

Los materiales aglomerantes tienen los siguientes efec­tos en el proceso esmerilado:

  • Determinan la resistencia y la velocidad máximas de la muela.
  • Determinan si la rueda debe ser rígida o flexible.
  • Establecen la fuerza disponible para retener las partículas. Si para desprender los granos se requiere sólo una pequeña fuerza, se dice que la muela es suave.

Para los materiales suaves se utilizan muelas duras, y para los materiales duros, muelas suaves. Los materiales aglome­rantes que se utilizan son los de vitrificado, si­licato, caucho o hule, resinoides, lacas y de oxi­cloruro.

Esparcimiento de los granos

La estructura se relaciona con el espaciamiento de los granos abrasivos. Los materiales dúctiles y suaves requie­ren un mayor espaciamiento para acomodar las virutas relativamente grandes. Un acabado fino requiere una muela con poco espaciamiento intergranular.

Fuentes

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