Maquinas II. Tecnologia 3. Maquinas Herramientas. TECNOL.

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Tecnología

La definición de m. h. aceptada por el Comité Europeo de Cooperación de las Industrias de M. H. es la siguiente: "Las máquinas herramientas para el trabajo de los metales son las máquinas no portátiles, que accionadas por una fuente exterior de energía dan forma a los metales mediante arranque de viruta, abrasión, choque, presión, técnicas eléctricas o una combinación de estos métodos".

Pueden dividirse en m. que trabajan por arranque de material y m. que trabajan por deformación. En los dos grupos la variedad de m. es extraordinaria. Esto es debe fundamentalmente a las diferencias de los métodos de arranque de material y deformación, las formas geométricas y dimensiones de las piezas que se trabajan, los materiales de las piezas, las exigencias de precisión, y el número de piezas de los lotes a fabricar.

Procesos de conformado por arranque de material. De acuerdo con el método de arranque del material, se clasifican en procesos con formación de viruta, por abrasión y por acción directa de la corriente eléctrica.

Cuando el arranque de material se realiza con formación de viruta, la herramienta es de un material (metálico, cerámico, diamante) más duro que el de la pieza, y tiene una geometría, definida por ángulos característicos, adecuada para la formación de la viruta. Los tres procesos básicos con formación de viruta son el torneado (fig. 1), el taladrado (fig. 2) y el fresado (fig. 3). La viruta se forma por la combinación de los movimientos de corte y avance. El taladrado solo produce agujeros, pero los otros dos procesos permiten obtener prácticamente todas las formas de piezas necesarias con herramientas semejantes a las representadas y trayectorias adecuadas de los movimientos de corte y avance.

El arranque de material por abrasión se realiza mediante muelas de rectificar, bandas de abrasivo y suspensiones de abrasivo en un líquido. La muela está constituida por granos de abrasivo (carburo de silicio, óxido de aluminio, polvo de diamante) ligados mediante un aglomerante (vitrificado, goma, resina sintética). Losgranos de abrasivo son como dientes que forman pequeñísimas virutas. La diferencia con el fresado está en que las velocidades de corte son mucho más elevadas, los espesores de corte mucho más pequeños, y la geometría del filo no está definida. El rectificado con muela es, en general, una operación de acabado en la que se obtienen precisiones elevadas con superficies muy finas. No hay limitación de dureza para el material de la pieza. Diferentes formas de la muela y una adecuada combinación de movimientos permiten obtener las formas más variadas. En las bandas de abrasivo los granos están adheridos a una tela o banda sinfín que gira entre dos poleas Se emplean en operaciones de pulido y rebabado. Finalmente, las suspensiones de polvo abrasivo en un líquido se utilizan para operaciones de lapeado o pulido, haciéndolas circular entre superficies en contacto con deslizamiento mutuo.

Hay dos procesos en los que el arranque de material se hace por la acción directa de la corriente eléctrica. Son los de electroerosión y electroquímico (v. ELECTROQUíMICA). En el primero, la descarga eléctrica entre los electrodos pieza y herramienta, a través de un dieléctrico en el que están sumergidos, produce una fusión o evaporación del metal en el punto de descarga. Un generador de frecuencia relativamente alta alimenta estas descargas, que se producen en los puntos de distancia mínima entre la herramienta y la pieza, con lo que progresivamente la pieza va tomando la forma de la herramienta. Mediante este proceso se obtienen moldes y troqueles de forma complicada, así como otras piezas. No hay limitación de dureza para el material de la pieza.

En el proceso electroquímico la pieza actúa como ánodo en una disolución electrolítica (v. ELECTRÓLISIS). La máxima intensidad de corriente y, por tanto, de arranque de material, tiene lugar en los puntos de distancia mínima entre la herramienta que hace de cátodo y la pieza. De este modo, la pieza toma progresivamente la forma complementaria de la herramienta. Las aplicaciones son similares a las de la electroerosión.

Procesos por deformación. Están resumidos en el cuadro de la fig. 4. La deformación puede llevarse a cabo en frío o en caliente. En caliente son posibles mayores deformaciones con menores esfuerzos. El trabajo en frío, cuando es posible, es más económico y mejora, en general, las características del material. Por deformación en caliente se obtienen multitud de piezas, como cigüeñales, bielas, tubos, perfiles, etc. Las piezas de chapa para carrocerías, muebles metálicos, etc., se obtienen por deformación en frío.

Máquinas que trabajan por arranque de material. Con la excepción de las m. h. que utilizan directamente la corriente eléctrica para el arranque del material, todas las m. h. tienen un mecanismo de accionamiento del movimiento de corte que absorbe la mayor parte de la potencia de la m., un mecanismo de avances, y mecanismos de regulación y posicionamiento de la pieza. El movimiento de corte puede ser alternativo (cepilladoras y ]¡maderas) o rotativo (tornos, taladros, fresadoras, mandrinadoras, rectificadoras). En los tornos (fig. 5) el movimiento decorte se produce por el giro de la pieza, y en las otras m. de movimiento rotativo, por el giro de la herramienta. Dentro de esta clasificación básica, la arquitectura de las m. es muy variada para acomodarse a las dimensiones y forma de las piezas.

Otra clasificación interesante de las m. h. es la que las divide en universales, semiautomáticas y automáticas. La m. universal es capaz de trabajos muy variados. En el otro extremo están las m. completamente automáticas, concebidas para la fabricación de un solo tipo de pieza. Entre estos dos extremos caben todos los grados dentro del principio general de que automatización y universalidad se contraponen. Entre las m. automáticas los tornos conservan una cierta flexibilidad, pero las m. transfer, creadas por la industria del automóvil, suelen estar concebidas para la fabricación de sólo un tipo de pieza. En estas m. la pieza pasa automáticamente por sucesivas estaciones o puestos de trabajo en los que, también automáticamente, se le hacen operaciones de taladrado, roscado, fresado, etc., e incluso ciertos montajes.

Desde 1957 aproximadamente, se han empezado a utilizar en las m. h. las posibilidades de la electrónica y han surgido las m. con control numérico, alcanzándose lo que parecía imposible: la automatización de las m. h. sin pérdida de la universalidad. Esto supone la automatización de la fabricación de la pieza única. Una información contenida en una cinta perforada en código numérico controla de una forma automática y continua todas las funciones de la m. Algunas m. disponen de un almacén de herramientas que se cambian también de una forma automática de acuerdo con la programación contenida en la cinta.

Máquinas que trabajan por deformación. Son más sencillas. Las más numerosas son las prensas, cuyas características se acomodan a las aplicaciones: forja, estampación, embutición, doblado, extrusión, etc. Entre las m. de deformación se incluyen también los martillos, que trabajan por choque. La fuerza que ejercen las prensas se produce por acción mecánica directa o por líquidos o aire a presión actuando dentro de un cilindro.

Importancia de las máquinas herramientas. Su importancia se pone en evidencia por el hecho de que, bien de una forma directa o indirecta, en la fabricación de todos los objetos de uso normal ha intervenido una m. h. Suele decirse que la m. h. es "una máquina para hacer máquinas". El precio en horas de trabajo de un automóvil actual, comparado con el de hace no muchos años, se ha reducido, gracias al continuo progreso de las m. h., a un porcentaje bajísimo.

V. t.: METALES III

I. OLASCOAGA EZCURRA

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