ELEMENTOS BASICOS DE ELEMENTOS BASICOS DE LAS MAQUINAS LAS MAQUINAS HERRAMIENTASHERRAMIENTAS

CARLOS BENIGNO BENITES ESTEVESCARLOS BENIGNO BENITES ESTEVESDOCENTEDOCENTE

MECANICA DE PRODUCCCIONMECANICA DE PRODUCCCION

Máquina herramientaMáquina herramienta

Fresadora con CNC.

DefinicionesDefiniciones

La La máquina herramientamáquina herramienta es un tipo de es un tipo de máquinamáquina que se utiliza para dar forma a que se utiliza para dar forma a materiales sólidos, principalmente materiales sólidos, principalmente metalesmetales. . Su característica principal es su falta de Su característica principal es su falta de movilidad, ya que suelen ser máquinas movilidad, ya que suelen ser máquinas estacionarias. El moldeado de la pieza se estacionarias. El moldeado de la pieza se realiza por la eliminación de una parte del realiza por la eliminación de una parte del material, que se puede realizar por arranque material, que se puede realizar por arranque de viruta, por estampado, corte o de viruta, por estampado, corte o electroerosiónelectroerosión. .

DefinicionesDefiniciones El término El término máquina herramientamáquina herramienta se suele reservar para se suele reservar para

herramientas que utilizan una fuente de energía distinta del herramientas que utilizan una fuente de energía distinta del movimiento humano, pero también pueden ser movidas movimiento humano, pero también pueden ser movidas por personas si se instalan adecuadamente o cuando no por personas si se instalan adecuadamente o cuando no hay otra fuente de energía. Muchos historiadores de la hay otra fuente de energía. Muchos historiadores de la tecnología consideran que las auténticas máquinas tecnología consideran que las auténticas máquinas herramienta nacieron cuando se eliminó la actuación herramienta nacieron cuando se eliminó la actuación directa del hombre en el proceso de dar forma o troquelar directa del hombre en el proceso de dar forma o troquelar los distintos tipos de herramientas. Por ejemplo, se los distintos tipos de herramientas. Por ejemplo, se considera que el primer considera que el primer tornotorno que se puede considerar que se puede considerar máquina herramienta fue el inventado alrededor de máquina herramienta fue el inventado alrededor de 17511751 por por Jacques de Jacques de VaucansonVaucanson, puesto que fue el primero que , puesto que fue el primero que incorporó el instrumento de corte en una cabeza ajustable incorporó el instrumento de corte en una cabeza ajustable mecánicamente, quitándolo de las manos del operario. mecánicamente, quitándolo de las manos del operario.

DefinicionesDefiniciones

Las máquinas herramienta pueden utilizar Las máquinas herramienta pueden utilizar una gran variedad de fuentes de energía. La una gran variedad de fuentes de energía. La energía humana y la animal son opciones energía humana y la animal son opciones posibles, como lo es la energía obtenida a posibles, como lo es la energía obtenida a través del uso de través del uso de ruedas hidráulicasruedas hidráulicas. Sin . Sin embargo, el desarrollo real de las máquinas embargo, el desarrollo real de las máquinas herramienta comenzó tras la invención de la herramienta comenzó tras la invención de la máquina de vapormáquina de vapor, que llevó a la , que llevó a la Revolución IndustrialRevolución Industrial. Hoy en día, la mayor . Hoy en día, la mayor parte de ellas funcionan con parte de ellas funcionan con energía eléctricaenergía eléctrica

DefinicionesDefiniciones

Las máquinas-herramienta pueden operarse manualmente o Las máquinas-herramienta pueden operarse manualmente o mediante control automático. Las primeras máquinas mediante control automático. Las primeras máquinas utilizaban utilizaban volantesvolantes para estabilizar su movimiento y poseían para estabilizar su movimiento y poseían sistemas complejos de engranajes y palancas para controlar sistemas complejos de engranajes y palancas para controlar la máquina y las piezas en que trabajaba. Poco después de la la máquina y las piezas en que trabajaba. Poco después de la Segunda Guerra MundialSegunda Guerra Mundial se desarrollaron los sistemas de se desarrollaron los sistemas de control numérico. Las máquinas de control numérico control numérico. Las máquinas de control numérico utilizaban una serie de números perforados en una cinta de utilizaban una serie de números perforados en una cinta de papel o papel o tarjetas perforadastarjetas perforadas para controlar su movimiento. En para controlar su movimiento. En los los años 60años 60 se añadieron se añadieron computadorascomputadoras para aumentar la para aumentar la flexibilidad del proceso. Tales máquinas se comenzaron a flexibilidad del proceso. Tales máquinas se comenzaron a llamar máquinas llamar máquinas CNCCNC, o máquinas de Control Numérico por , o máquinas de Control Numérico por Computadora. Las máquinas de control numérico y CNC Computadora. Las máquinas de control numérico y CNC pueden repetir secuencias una y otra vez con precisión, y pueden repetir secuencias una y otra vez con precisión, y pueden producir piezas mucho más complejas que las que pueden producir piezas mucho más complejas que las que pueda hacer el operario más experimentado. pueda hacer el operario más experimentado.

Tipos de máquina herramientaTipos de máquina herramienta

Por la forma de trabajar las máquinas herramientas se Por la forma de trabajar las máquinas herramientas se pueden clasificar en tres tipos;pueden clasificar en tres tipos;

De desbaste o desbastadorasDe desbaste o desbastadoras, que dan forma a la , que dan forma a la pieza por arranque de viruta. pieza por arranque de viruta.

PrensasPrensas, que dan forma las piezas mediante el corte, el , que dan forma las piezas mediante el corte, el prensado o el estirado. prensado o el estirado.

EspacialesEspaciales, que dan forma a la pieza mediante técnicas , que dan forma a la pieza mediante técnicas diferentes, láser, electroerosión, ultrasonidos, plasma...diferentes, láser, electroerosión, ultrasonidos, plasma...

ConvencionalesConvencionales

Entre las máquinas convencionales tenemos las Entre las máquinas convencionales tenemos las siguientes máquinas básicas:siguientes máquinas básicas:

Torno, es una de las máquinas más antiguas y trabaja mediante el arranque de material mediante unas cuchillas y brocas. Para ello la pieza gira y mediante un carro en el que se sitúa la cuchilla se va desgastando la misma obteniendo partes cilíndricas y cónicas. Si se coloca una broca en la colocación correspondiente, se pueden realizar agujeros.

Torno mecánico.

TornoTorno

Hay varios tipo de tornos; los paralelos, Hay varios tipo de tornos; los paralelos, que son los convencionales; los de control que son los convencionales; los de control numérico, que están controlados por un numérico, que están controlados por un sistema electrónico programable; los de sistema electrónico programable; los de levaslevas, que el control se realiza mediante , que el control se realiza mediante unas levas estos también son llamado de unas levas estos también son llamado de decoletajedecoletaje; los tornos revólver, que poseen ; los tornos revólver, que poseen una torreta que gira, el revólver, en la cual una torreta que gira, el revólver, en la cual se sitúan los diferentes útiles de trabajo. se sitúan los diferentes útiles de trabajo.

TaladradorasTaladradoras TaladrosTaladros, destinadas a , destinadas a

perforación, estas máquinas perforación, estas máquinas herramientas son, junto con herramientas son, junto con los tornos, las más antiguas. los tornos, las más antiguas. En ellas el útil es el que gira y En ellas el útil es el que gira y la pieza permanece fija a una la pieza permanece fija a una mordaza o colocación. La útil mordaza o colocación. La útil suele ser normalmente, en suele ser normalmente, en los taladros, una broca que, los taladros, una broca que, debidamente afilada realiza el debidamente afilada realiza el agujero correspondiente. agujero correspondiente. También se pueden realizar También se pueden realizar otras operaciones con otras operaciones con diferentes útiles, como diferentes útiles, como avellanar y escariar. avellanar y escariar.

Taladradora

Un tipo especial de taladradoras son las punteadoras que trabajan con pequeñas muelas de esmeril u otro material. Son utilizadas para operaciones de gran precisión y sus velocidades de giro suelen ser muy elevadas.

FresadoraFresadora FresadoraFresadora, con la finalidad de la , con la finalidad de la

obtención de superficies lisas o de una obtención de superficies lisas o de una forma concreta las fresadoras son forma concreta las fresadoras son máquinas complejas en las que es el útil máquinas complejas en las que es el útil el que gira y la pieza la que permanece el que gira y la pieza la que permanece fija a una bancada móvil. El útil utilizado fija a una bancada móvil. El útil utilizado es la es la fresafresa, que suele ser redonda con , que suele ser redonda con diferentes filos cuya forma coincide con la diferentes filos cuya forma coincide con la que se quiere dar a la pieza a trabajar. La que se quiere dar a la pieza a trabajar. La pieza se coloca sólidamente fijada a un pieza se coloca sólidamente fijada a un carro que la acerca a la fresa en las tres carro que la acerca a la fresa en las tres direcciones, esto es en los ejes X, Y y Z. direcciones, esto es en los ejes X, Y y Z.

Con diferentes útiles y otros accesorios, Con diferentes útiles y otros accesorios, como el divisor, se pueden realizar como el divisor, se pueden realizar multitud de trabajos y formas diferentes.multitud de trabajos y formas diferentes.

PulidoraPulidora, trabaja con un disco , trabaja con un disco abrasivoabrasivo que va comiendo el material de la pieza a que va comiendo el material de la pieza a trabajar. Se suele utilizar para los trabajar. Se suele utilizar para los acabados de precisión por la posibilidad acabados de precisión por la posibilidad del control muy preciso de la abrasión. del control muy preciso de la abrasión. Normalmente no se ejerce presión Normalmente no se ejerce presión mecánica sobre la pieza.mecánica sobre la pieza.

Fresadora.

De vaivénDe vaivén

PerfiladoraPerfiladora, se usa para la obtención de superficies , se usa para la obtención de superficies lisas. La pieza permanece fija y el útil, que suele lisas. La pieza permanece fija y el útil, que suele ser una cuchilla, tiene un movimiento de vaivén ser una cuchilla, tiene un movimiento de vaivén que en cada ida come un poco a la pieza a que en cada ida come un poco a la pieza a trabajar. trabajar.

CepilladoraCepilladora, al contrario de la perfiladora, en la , al contrario de la perfiladora, en la cepilladora es la pieza la que se mueve. Permite cepilladora es la pieza la que se mueve. Permite realizar superficies lisas y diferentes cortes. Se realizar superficies lisas y diferentes cortes. Se pueden poner varios útiles a la vez para que pueden poner varios útiles a la vez para que trabajen simultáneamente. trabajen simultáneamente.

SierrasSierras, son de varios tipos, de vaivén, circulares o , son de varios tipos, de vaivén, circulares o de banda. Es la hoja de corte la que gira o se de banda. Es la hoja de corte la que gira o se mueve y la pieza la que acerca a la misma.mueve y la pieza la que acerca a la misma.

PrensasPrensas

No realizan arranque de viruta, dan forma No realizan arranque de viruta, dan forma al material mediante el corte o cizalla, el al material mediante el corte o cizalla, el golpe para el doblado y la presión. Suelen golpe para el doblado y la presión. Suelen utilizar utilizar troquelestroqueles y matrices como útiles. y matrices como útiles. Los procesos son muy rápidos y son Los procesos son muy rápidos y son máquinas de altos riesgo de accidente máquinas de altos riesgo de accidente laboral.laboral.

Máquinas no convencionalesMáquinas no convencionales ElectroerosiónElectroerosión, las máquinas de electroerosión desgastan el , las máquinas de electroerosión desgastan el

material mediante chispas eléctricas que van fundiendo partes material mediante chispas eléctricas que van fundiendo partes minúsculas del mismo. Hay dos tipos de máquinas de minúsculas del mismo. Hay dos tipos de máquinas de electroerosión, las de electrodos, que realizan agujeros de la forma electroerosión, las de electrodos, que realizan agujeros de la forma del electrodo o bien desgaste superficiales con la forma inversa de del electrodo o bien desgaste superficiales con la forma inversa de la que tiene el electrodo, hace grabaciones y las de hilo que, la que tiene el electrodo, hace grabaciones y las de hilo que, mediante la utilización de un hilo conductor del que saltan las mediante la utilización de un hilo conductor del que saltan las chispas que desgastan el material, van cortando las pieza según chispas que desgastan el material, van cortando las pieza según convenga. En ambos casos durante todo el proceso, tanto el útil convenga. En ambos casos durante todo el proceso, tanto el útil como la pieza están inmersos en un líquido no conductor. como la pieza están inmersos en un líquido no conductor.

Arco de plasmaArco de plasma, se utiliza un chorro de gas a gran temperatura y , se utiliza un chorro de gas a gran temperatura y presión para el corte del material. presión para el corte del material.

LáserLáser, en este caso es un potente y preciso rayo láser el que realiza , en este caso es un potente y preciso rayo láser el que realiza el corte vaporizando el material a eliminar. el corte vaporizando el material a eliminar.

UltrasónicaUltrasónica, haciendo vibrar un útil a velocidades ultrasónicas, por , haciendo vibrar un útil a velocidades ultrasónicas, por encima de los 20.000 encima de los 20.000 HzHz y utilizando un material abrasivo y agua se y utilizando un material abrasivo y agua se van realizando el mecanizado de la pieza por la fricción de las van realizando el mecanizado de la pieza por la fricción de las partículas abrasivas. Se usa para trabajar materiales muy duros partículas abrasivas. Se usa para trabajar materiales muy duros como el vidrio y el diamante y las aleaciones de carburos. como el vidrio y el diamante y las aleaciones de carburos.

Útiles y fluidos para el corteÚtiles y fluidos para el corte Los útiles utilizados en las máquinas herramientas Los útiles utilizados en las máquinas herramientas

tiene una importancia capital para el buen resultado tiene una importancia capital para el buen resultado del proceso a realizar. La calidad el material con el del proceso a realizar. La calidad el material con el que están construidos así como el preparado muy que están construidos así como el preparado muy afilado de los mismos son factores determinantes afilado de los mismos son factores determinantes para la precisión buscada y la duración del propio para la precisión buscada y la duración del propio útil.útil.

Una cuestión en extremo importante es la Una cuestión en extremo importante es la refrigeración de la operación. Para ello es necesario refrigeración de la operación. Para ello es necesario el prever de un mecanismo que se encargue de el prever de un mecanismo que se encargue de refrigerar la zona de fricción. Esto se realiza con el refrigerar la zona de fricción. Esto se realiza con el fluido llamado fluido llamado taladrinataladrina que es una mezcla de aceite que es una mezcla de aceite y agua.y agua.

HistoriaHistoria

La evolución del hombre y en particular de su tecnología se ha La evolución del hombre y en particular de su tecnología se ha basado en la utilización de herramientas, estas eran como la basado en la utilización de herramientas, estas eran como la prolongación de las manos humanas. Las primeras máquinas prolongación de las manos humanas. Las primeras máquinas herramientas que aparecieron fueron los tornos y los taladros. En herramientas que aparecieron fueron los tornos y los taladros. En principio muy rudimentarios y manuales. El movimiento se principio muy rudimentarios y manuales. El movimiento se proporcionaba manual y directamente al útil o al material que se proporcionaba manual y directamente al útil o al material que se quería trabajar. El quería trabajar. El arco de violínarco de violín fue ese primer embrión de máquina fue ese primer embrión de máquina herramienta cuyo origen se pierde en el tiempo.herramienta cuyo origen se pierde en el tiempo.

En En 12501250 el avance permitió dejar la manos libres para el trabajo al el avance permitió dejar la manos libres para el trabajo al poder imprimir el movimiento necesario con el pie mediante el artilugio poder imprimir el movimiento necesario con el pie mediante el artilugio de pedal y pértiga flexible.de pedal y pértiga flexible.

A principios del siglo XVI A principios del siglo XVI Leonardo da Leonardo da VinciVinci tenía diseñadas tres tenía diseñadas tres máquinas fundamentales para el acuñado de monedas: la máquinas fundamentales para el acuñado de monedas: la laminadoralaminadora, , la la recortadorarecortadora y la y la prensaprensa de balancín. Sus diseños servirían de de balancín. Sus diseños servirían de orientación para el desarrollo de máquinas en el futuro. Por esta orientación para el desarrollo de máquinas en el futuro. Por esta época se descubrió la combinación del pedal con un vástago y una época se descubrió la combinación del pedal con un vástago y una biela para conseguir el movimiento rotativo, que rápidamente se biela para conseguir el movimiento rotativo, que rápidamente se aplicó a las aplicó a las ruedas de afilarruedas de afilar y poco más tarde a los tornos, a los y poco más tarde a los tornos, a los cuales hubo que añadir un volante de inercia para poder evitar el cuales hubo que añadir un volante de inercia para poder evitar el efecto efecto alto y bajoalto y bajo que producen los puntos muertos. que producen los puntos muertos.

HistoriaHistoria El torno va perfeccionándose y sobre El torno va perfeccionándose y sobre 16581658 se le añade se le añade

el el mandrilmandril y se comienza la mecanización de piezas de y se comienza la mecanización de piezas de acero, en acero, en 16931693 todavía no se había generalizado esa todavía no se había generalizado esa actividad.actividad.

En En 16501650, el matemático francés , el matemático francés BlaiseBlaise Pascal Pascal, enunció , enunció el principio de la el principio de la prensa hidráulicaprensa hidráulica, pero no se utilizaría , pero no se utilizaría para aplicaciones industriales hasta para aplicaciones industriales hasta 17701770, año en el , año en el que Bramach patentaba en que Bramach patentaba en LondresLondres una prensa una prensa hidráulica. Años después se utilizaría en hidráulica. Años después se utilizaría en FranciaFrancia para para el acuñado de moneda.el acuñado de moneda.

Los fabricantes de relojes de los siglos XVII y XVIII ya Los fabricantes de relojes de los siglos XVII y XVIII ya utilizaban tornos y roscadoras que les permitían utilizaban tornos y roscadoras que les permitían obtener muy buenas precisiones. Destaca el diseño de obtener muy buenas precisiones. Destaca el diseño de roscadora hecho por roscadora hecho por Jesé Jesé RamsdenRamsden en en 17771777..

El agua como fuente de El agua como fuente de movimientomovimiento

La rueda hidráulica que proporcionaba movimiento a La rueda hidráulica que proporcionaba movimiento a los molinos y a los martillos pilones y fuelles de las los molinos y a los martillos pilones y fuelles de las ferreríasferrerías y herrerías desde el siglo XIV y a las y herrerías desde el siglo XIV y a las barrenadores poco después paso a ser la fuente de barrenadores poco después paso a ser la fuente de movimiento para los tornos y taladradoras que movimiento para los tornos y taladradoras que componían los talleres de los siglos XVII y XVIII, componían los talleres de los siglos XVII y XVIII, hasta la llegada de la máquinas de vapor hasta la llegada de la máquinas de vapor verdaderamente práctica que pudo ser construida verdaderamente práctica que pudo ser construida por por WattWatt gracias a la mandrinadora que gracias a la mandrinadora que JohnJohn WilkinsonWilkinson realizó en realizó en 17751775 que lograba una tolerancia que lograba una tolerancia del "del "espesor de una moneda de seis peniques en un espesor de una moneda de seis peniques en un diámetro de 72 pulgadasdiámetro de 72 pulgadas", precisión suficiente para ", precisión suficiente para el ajuste de la máquina de Watt.el ajuste de la máquina de Watt.

El vapor como fuente de movimiento, la El vapor como fuente de movimiento, la RevoluciónRevolución

En el siglo XVIII aparece la En el siglo XVIII aparece la máquina de vapormáquina de vapor, siendo una de sus , siendo una de sus causas de la causas de la revolución industrialrevolución industrial y del perfeccionamiento de las y del perfeccionamiento de las máquinas-herramienta. La rueda hidráulica queda sustituida por la máquinas-herramienta. La rueda hidráulica queda sustituida por la máquina de vapor y con ello el taller adquiere independencia en su máquina de vapor y con ello el taller adquiere independencia en su ubicación. El movimiento se distribuye mediante poleas a todas las ubicación. El movimiento se distribuye mediante poleas a todas las máquinas que lo componen, cosa que ya se había empezado ha máquinas que lo componen, cosa que ya se había empezado ha realizar con las ruedas hidráulicas. También se adquiere realizar con las ruedas hidráulicas. También se adquiere independencia del tiempo atmosférico, ya no se depende del caudal independencia del tiempo atmosférico, ya no se depende del caudal de los ríos.de los ríos.

A partir de este momento comenzaría un proceso que dura hasta A partir de este momento comenzaría un proceso que dura hasta nuestro día: la necesidad de diseñar máquinas precisas que permitan nuestro día: la necesidad de diseñar máquinas precisas que permitan crear otras máquinas. Uno de los principales fabricantes de máquinas-crear otras máquinas. Uno de los principales fabricantes de máquinas-herramienta de aquellos tiempos, el inglés herramienta de aquellos tiempos, el inglés Henry Henry MaudslayMaudslay, sería el , sería el primero en darse cuenta de esta necesidad. Fue él el que introdujo primero en darse cuenta de esta necesidad. Fue él el que introdujo mejoras que garantizaron precisiones muy altas y robustez. La mejoras que garantizaron precisiones muy altas y robustez. La utilización de bancadas metálicas y las placas guía para los carros utilización de bancadas metálicas y las placas guía para los carros porta-herramientas y los husillos roscados-tuerca fueron el porta-herramientas y los husillos roscados-tuerca fueron el fundamento del aumento de precisión y fiabilidad.fundamento del aumento de precisión y fiabilidad.

Para poder apreciar la precisión de una máquina en un trabajo Para poder apreciar la precisión de una máquina en un trabajo depreciando hay que tener la herramienta precisa para la depreciando hay que tener la herramienta precisa para la realización de la medida. El paso importante lo dio en realización de la medida. El paso importante lo dio en 18051805 Maudslay, que ya cinco años antes había realizado el primer torno Maudslay, que ya cinco años antes había realizado el primer torno integro de metal con un husillo guía patrón, el aparato medidor era integro de metal con un husillo guía patrón, el aparato medidor era un micrómetro al cual llamó un micrómetro al cual llamó El señor CancillerEl señor Canciller y podía medir hasta y podía medir hasta la la milésimamilésima de de pulgadapulgada..

Durante el siglo XIX el desarrollo de la máquina herramienta sería Durante el siglo XIX el desarrollo de la máquina herramienta sería tremendo. Los logros conseguidos por Maudslay fueron el tremendo. Los logros conseguidos por Maudslay fueron el comienzo de un sin fin de máquinas diferentes que daban comienzo de un sin fin de máquinas diferentes que daban respuesta a las necesidades de las diferentes industrias respuesta a las necesidades de las diferentes industrias manufacturadoras y constructoras con el mecanizado de las piezas manufacturadoras y constructoras con el mecanizado de las piezas que precisaban para su actividad. Así pues ante, por ejemplo, la que precisaban para su actividad. Así pues ante, por ejemplo, la necesidad de planear planchas de hierro se construyó el primer necesidad de planear planchas de hierro se construyó el primer cepillo puente. Los herederos técnicos de Maudslay, cepillo puente. Los herederos técnicos de Maudslay, Richard Richard RobertsRoberts, , James James NasmythNasmyth y y Joseph Joseph WhitworthWhitworth, son los artífices de esta , son los artífices de esta evolución de creación. Roberts construye el cepillo puente, evolución de creación. Roberts construye el cepillo puente, Nasmyth, la primera limadora, y en Nasmyth, la primera limadora, y en 18171817 el el alemánalemán Dietrich Uhlhöm Dietrich Uhlhöm realiza la prensa de acuñación de monedas, gran avance en la realiza la prensa de acuñación de monedas, gran avance en la fabricación de las mismas.fabricación de las mismas.

Las prensas se perfeccionan en la segunda mitad del siglo, XIX Las prensas se perfeccionan en la segunda mitad del siglo, XIX cuando en cuando en 18671867 aparece la prensa de ficción, del francés Cheret, y aparece la prensa de ficción, del francés Cheret, y en tres años después la excéntrica de la casa en tres años después la excéntrica de la casa Blis & WilliamsBlis & Williams de de EEUUEEUU..

El fresado nace con la guerra de la independencia de las colonias El fresado nace con la guerra de la independencia de las colonias inglesas de América del Norte. La necesidad de la producción de inglesas de América del Norte. La necesidad de la producción de grandes cantidades de armamento que obligó a su fabricación en grandes cantidades de armamento que obligó a su fabricación en serie, llevo a Ely Whitney a fabricar la primera fresadora en serie, llevo a Ely Whitney a fabricar la primera fresadora en 18181818 que 30 años después sería perfeccionada por el ingeniero Howe que 30 años después sería perfeccionada por el ingeniero Howe quien la dotaría de movimientos en los tres ejes, también desarrolla quien la dotaría de movimientos en los tres ejes, también desarrolla una fresadora copiadora.una fresadora copiadora.

J. R. Brown introduce el J. R. Brown introduce el divisordivisor en en 18621862 constituyendo un constituyendo un importante avance. La fresadora alcanza el máximo desarrollo en importante avance. La fresadora alcanza el máximo desarrollo en 18841884 cuando la casa cuando la casa CincinnatiCincinnati de Estados Unidos construye la de Estados Unidos construye la fresadora universa que se incorpora por vez primera un carnero fresadora universa que se incorpora por vez primera un carnero cilíndrico desplegable axialmente. Otro paso importante, antes de cilíndrico desplegable axialmente. Otro paso importante, antes de la automatización por la automatización por control numéricocontrol numérico, fue la introducción del , fue la introducción del cabezal giratorio que permite trabajar en cualquier plano entre el cabezal giratorio que permite trabajar en cualquier plano entre el horizontal y el vertical producida en horizontal y el vertical producida en 18941894 por el francés Huré. por el francés Huré.

El torno paralelo que desarrolló El torno paralelo que desarrolló WhitworthWhitworth en en 18501850 se ha mantenido se ha mantenido vigente hasta la actualidad y solo sufrió la mejora de la vigente hasta la actualidad y solo sufrió la mejora de la Caja Caja NortonNorton introducida en introducida en 18901890 (Whitworh también desarrollo el estándar de (Whitworh también desarrollo el estándar de rosca que lleva su nombre).rosca que lleva su nombre).

En En 18541854 se introdujo las torretas revólver en los tornos naciendo así el se introdujo las torretas revólver en los tornos naciendo así el torno revólvertorno revólver que posibilita la realización de diferentes operaciones que posibilita la realización de diferentes operaciones con un solo amarre de la pieza. Una variación de estos fue la con un solo amarre de la pieza. Una variación de estos fue la introducción del trabajo en barra continua. Para introducción del trabajo en barra continua. Para 18981898 ya se habían ya se habían desarrollado los tornos automáticos (que solucionaban las grandes desarrollado los tornos automáticos (que solucionaban las grandes producciones de pequeñas piezas).producciones de pequeñas piezas).

El liderazgo ingles en el desarrollo y fabricación de máquinas El liderazgo ingles en el desarrollo y fabricación de máquinas herramienta pasó a principios del siglo XX a los Estadounidenses.herramienta pasó a principios del siglo XX a los Estadounidenses.

El desarrollo de la herramienta va unido al de la propia máquina. Así El desarrollo de la herramienta va unido al de la propia máquina. Así pues en pues en 18651865 salen las nuevas herramientas de salen las nuevas herramientas de acero aleadoacero aleado aumentando la capacidad de mecanizado y en aumentando la capacidad de mecanizado y en 18431843 se realizan muelas se realizan muelas de esmeril artificiales que permiten sustituir la obsoleta piedra de esmeril artificiales que permiten sustituir la obsoleta piedra areniscaarenisca..

El descubrimiento del El descubrimiento del acero rápidoacero rápido en en 18981898 por Taylor y por Taylor y White aumentó la velocidad de corte (la multiplicó por White aumentó la velocidad de corte (la multiplicó por 3) y la capacidad de desprendimiento de viruta (por 3) y la capacidad de desprendimiento de viruta (por más de 7).más de 7).

La fabricación de muelas desarrolla las rectificadoras, La fabricación de muelas desarrolla las rectificadoras, tanto cilíndricas como de superficie plana. El tanto cilíndricas como de superficie plana. El descubrimiento del descubrimiento del carburo de siliciocarburo de silicio en en 18911891 por por EdwardEdward GoodrichGoodrich AchesonAcheson que proporcionó la que proporcionó la oportunidad de desarrollar máquinas con grandes oportunidad de desarrollar máquinas con grandes velocidades de corte abriendo de esta forma la velocidades de corte abriendo de esta forma la oportunidad a la construcción de máquinas mucho oportunidad a la construcción de máquinas mucho más precisas y potentes que eran precisadas por la más precisas y potentes que eran precisadas por la creciente industria automovilista.creciente industria automovilista.

El El XIXXIX sería el siglo del desarrollo industrial. sería el siglo del desarrollo industrial.

El siglo XX, el gran avanceEl siglo XX, el gran avance

El siglo XX debe dividirse en dos períodos El siglo XX debe dividirse en dos períodos diferenciados, el que va de principio de siglo a diferenciados, el que va de principio de siglo a finales de la finales de la Segunda Guerra MundialSegunda Guerra Mundial y desde y desde esta a fin de siglo. Los avances son muy esta a fin de siglo. Los avances son muy diferentes, mientras que en la primera parte se diferentes, mientras que en la primera parte se mantiene el ritmo de siglo XIX, que ya era alto, en mantiene el ritmo de siglo XIX, que ya era alto, en la otra la tecnología progresa muy rápidamente, la otra la tecnología progresa muy rápidamente, en especial la electrónica, una nueva, la en especial la electrónica, una nueva, la informática que permite, junto con el conocimiento informática que permite, junto con el conocimiento de materiales, unos cambios que se pueden de materiales, unos cambios que se pueden considerar como revolucionarios.considerar como revolucionarios.

Hasta el final de la II Guerra Hasta el final de la II Guerra MundialMundial

La electricidad como fuente de movimiento ya se había La electricidad como fuente de movimiento ya se había desarrollado a finales del XIX. En el XX los motores, de desarrollado a finales del XIX. En el XX los motores, de corriente alternacorriente alterna y y continuacontinua ocupan el lugar de los ocupan el lugar de los ingenios de vapor y son los encargados de accionar las ingenios de vapor y son los encargados de accionar las transmisiones generales de los talleres industriales.transmisiones generales de los talleres industriales.

Para Para 19101910 se comienza a utilizar tolerancias de se comienza a utilizar tolerancias de milésimas de metro y se universaliza el micrómetro milésimas de metro y se universaliza el micrómetro como aparato de medida de precisión. La industria del como aparato de medida de precisión. La industria del automóvil actúa como motor en el avance de las automóvil actúa como motor en el avance de las tecnologías de las máquinas herramientas y de medidas tecnologías de las máquinas herramientas y de medidas de precisión. Las exigencias de piezas intercambiables y de precisión. Las exigencias de piezas intercambiables y de una precisión cada vez mayor hace que se produzcan de una precisión cada vez mayor hace que se produzcan avances importantes como el de la punteadora vertical avances importantes como el de la punteadora vertical con mesa de coordenadas polares desarrollada por el con mesa de coordenadas polares desarrollada por el Suizo Prrenond Jacot que logra precisiones hasta Suizo Prrenond Jacot que logra precisiones hasta entonces inimaginables.entonces inimaginables.

La incorporación de diferentes tecnologías, como los La incorporación de diferentes tecnologías, como los cabezales de cojinetes, los rodamientos de bolas o los husillos cabezales de cojinetes, los rodamientos de bolas o los husillos de bolas hacen que se produzca un considerable aumento de de bolas hacen que se produzca un considerable aumento de la productividad en toda la industria, en especial en la del la productividad en toda la industria, en especial en la del automóvil.automóvil.

Los avances en materiales, fundamental para la fabricación de Los avances en materiales, fundamental para la fabricación de las herramientas de corte, sufre un importante aporte en las herramientas de corte, sufre un importante aporte en 19271927 con la aparición de la con la aparición de la widiawidia, presentada en la feria de , presentada en la feria de LeipzigLeipzig ( (AlemaniaAlemania) por la empresa Krupp.) por la empresa Krupp.

Los sistemas de movimientos y de control se van complicando Los sistemas de movimientos y de control se van complicando y mejorando con incorporación de motores eléctricos locales, y mejorando con incorporación de motores eléctricos locales, incluso para los diferentes ejes de una misma máquina, incluso para los diferentes ejes de una misma máquina, controles controles hidraúlicoshidraúlicos, , neumáticosneumáticos y eléctricos. y eléctricos.

En los años En los años 2020 se desarrolla el concepto de se desarrolla el concepto de unidades unidades autónomas de mecanizadoautónomas de mecanizado y con él el de y con él el de la transferencia de la transferencia de pieza a mecanizarpieza a mecanizar y la unión de ambos da como resultado la y la unión de ambos da como resultado la máquina máquina transfertransfer que es un conjunto de unidades autónomas. que es un conjunto de unidades autónomas.

La segunda mitad del siglo XXLa segunda mitad del siglo XX

En En 19431943 el matrimonio de científicos el matrimonio de científicos soviéticossoviéticos LazarenkoLazarenko descubre y construye las primeras máquinas de descubre y construye las primeras máquinas de electroerosión que se desarrolla a partir de electroerosión que se desarrolla a partir de 19501950 y en y en espacial de espacial de 19551955 cuando los estadounidenses logran cuando los estadounidenses logran realizar máquinas similares. La electroerosión tendría realizar máquinas similares. La electroerosión tendría otro avance espectacular al contar con las tecnologías otro avance espectacular al contar con las tecnologías electrónicas de control de finales de siglo y desarrollarse electrónicas de control de finales de siglo y desarrollarse la la electroerosión por hiloelectroerosión por hilo..

En 1948 ya se empiezan a desarrollar los primeros En 1948 ya se empiezan a desarrollar los primeros controles electrónicos para fresadoras. Después de una controles electrónicos para fresadoras. Después de una investigación protagonizada por el Instituto Tecnológico investigación protagonizada por el Instituto Tecnológico de Massachussets se logra realizar un prototipo y de Massachussets se logra realizar un prototipo y presentarlo en 1952 (se programaba mediante cinta presentarlo en 1952 (se programaba mediante cinta perforada y la máquina podía efectuar movimientos perforada y la máquina podía efectuar movimientos simultáneos coordinados en los tres ejes).simultáneos coordinados en los tres ejes).

El desarrollo de la electrónica permite realizar, para comienzos El desarrollo de la electrónica permite realizar, para comienzos de la década de los 70, controles electrónicos. Nace el de la década de los 70, controles electrónicos. Nace el concepto de control numérico que se generaliza en los años 80 concepto de control numérico que se generaliza en los años 80 y se beneficia del nacimiento y avances de la informática.y se beneficia del nacimiento y avances de la informática.

Con el control numérico y su extensión a todo tipo de Con el control numérico y su extensión a todo tipo de máquinas nace el concepto de centro de mecanizado, que es máquinas nace el concepto de centro de mecanizado, que es una máquina que es capaz de realizar las funciones de otras de una máquina que es capaz de realizar las funciones de otras de diferente tipo, tornea, fresa, madrina, taladra... tiene un diferente tipo, tornea, fresa, madrina, taladra... tiene un almacén de herramientas y es capaz de posicionar la pieza a almacén de herramientas y es capaz de posicionar la pieza a mecanizar en las diferente posiciones necesarias y en las mecanizar en las diferente posiciones necesarias y en las diferentes colocaciones. Todo ello con un control centralizado.diferentes colocaciones. Todo ello con un control centralizado.

Las máquinas han ganado en simplicidad mecánica, primero, y Las máquinas han ganado en simplicidad mecánica, primero, y en electrónica, después, al pasar los elementos de control de en electrónica, después, al pasar los elementos de control de mecanismos mecánicos a eléctricos o electrónicos, primero, y mecanismos mecánicos a eléctricos o electrónicos, primero, y a programación, después. Como en el caso de la informática, el a programación, después. Como en el caso de la informática, el hardware es sustituido por el software.hardware es sustituido por el software.

La unión de máquinas individuales con elementos de La unión de máquinas individuales con elementos de transporte y colocación de las piezas, como robot o pórticos, transporte y colocación de las piezas, como robot o pórticos, todos ellos controlados desde un sistema de control central y todos ellos controlados desde un sistema de control central y coordinado crean células de fabricación flexibles. A la coordinado crean células de fabricación flexibles. A la integración de la mecánica y la electrónica se le a dado en integración de la mecánica y la electrónica se le a dado en llamar mecatrónica.llamar mecatrónica.

Junto al avance de los sistemas de control se ha desarrollado Junto al avance de los sistemas de control se ha desarrollado otro, mucho más silencioso, en referencia a los materiales de otro, mucho más silencioso, en referencia a los materiales de construcción de las propias máquinas, desarrollándose construcción de las propias máquinas, desarrollándose plásticos y resinas de dureza y flexibilidad excelentes y plásticos y resinas de dureza y flexibilidad excelentes y sistemas de motores planos que permiten mejores sistemas de motores planos que permiten mejores rendimientos en los movimientos de las piezas y herramientas.rendimientos en los movimientos de las piezas y herramientas.

En cuanto a las herramientas, los progresas en materiales En cuanto a las herramientas, los progresas en materiales cerámicos y en los estudios de las formas geométricas han cerámicos y en los estudios de las formas geométricas han influido en un notable rendimiento de las herramientas de corte influido en un notable rendimiento de las herramientas de corte que ha mejorado ostensiblemente el trabajo realizado.que ha mejorado ostensiblemente el trabajo realizado.

Estructura básica     Estructura básica     

Todas las máquinas herramienta tienen un Todas las máquinas herramienta tienen un conjunto de partes, actividades y conjunto de partes, actividades y principios que las distinguen y principios que las distinguen y caracterizan. caracterizan.

Las principales partes y sus funciones

Parte Función

Base Sostiene y fija a la máquina sobre el piso, una mesa o su propia estructura. Existen tres tipos fundamentales de bases: a.Anclada al piso o cimentada b.Soporte sobre mesa o banco c.Integrada al cuerpo de la máquina

Bancada o soporte

Soporta las piezas de la máquina, en algunas máquinas sirve para el deslizamiento de las herramientas y en otras para la fijación de las piezas que se van a trabajar, por lo regular sobre la bancada o soporte se ubica el cabezal fijo de las máquinas.

Tren motriz Dota de movimiento a las diferentes partes de las máquinas, por lo regular se compone de las siguientes partes: a.Motor o motores b.Bandas c.Poleas d.Engranes o cajas de velocidades e.Tornillos sinfín f.Manijas o manivelas de conexión

Cabezal fijo y husillo principal En el cabezal fijo se ubican todas las partes móviles que generan el movimiento del husillo

principal. El husillo principal es el aditamento en el que se colocan los sistemas de sujeción de las

piezas a trabajar.

Sujeción de piezas de trabajo

Fija a las piezas que se van a trabajar, tanto a las piezas que giran como a las fijas, así se tiene:

a. Chucks o mandriles b. Fijadores de arrastre c. Prensas d. Conos de fijación e. Ranuras de fijación f. Mordazas de uno o varios dientes g. Platos volteadores

Sujeción de herramientas

Fijan a las herramientas que desprenden las virutas y dan forma, las principales son: a. Torres b. Porta buriles c. Fijadores de una o varias uñas d. Barras porta fresas e. Broqueros f. Soportadores manuales

Enfriamiento Dotan de líquidos o fluidos para el enfriamiento de las herramientas y las piezas de corte. Por lo regular están dotados de un sistema de bombeo y de conducción y recolección de líquidos.

Mecanismos de avance y/o penetración Permiten o dotan de movimiento a las herramientas para lograr el desprendimiento continuo

de virutas, los principales son: a. Carros porta herrmientas b. Brazos prota buriles o fresas c. Husillos de casco o de deslizamientos (taladro)

Mecanismo de control semi automáticos o automáticos

Inician o interrumpen una acción de movimiento de una o varias partes de las máquinas, estas pueden ser:

a. Tornillos sinfín conectados a engranes y partes de las máquinas b. Topes de señal para micro interruptores c. Motores de paso a paso d. Unidades lectoras de cinta e. Unidades receptoras de señales digitalizadas de computadoras CAM f. Sistemas de alimentación de material g. Sistemas de alimentación de herramientas • Sistemas de inspección automáticos

Elementos de sujeción     Elementos de sujeción    

Los elementos de sujeción en las Los elementos de sujeción en las máquinas herramienta requieren un máquinas herramienta requieren un análisis especial, aún cuando en la análisis especial, aún cuando en la presentación de cada máquina se hará presentación de cada máquina se hará especial mención de sus correspondientes especial mención de sus correspondientes sistemas de fijación. En esta parte del sistemas de fijación. En esta parte del curso se presentan de manera general curso se presentan de manera general algunas sus principales características. algunas sus principales características.

Chucks o mandriles Chucks o mandriles

También son También son conocidos como conocidos como mordazas de mordazas de sujeción, en el caso sujeción, en el caso específico del torno específico del torno existen dos tipos de existen dos tipos de chucks.   chucks.  

Chuk universal e independiente El chuck universal se caracteriza porque sus tres mordazas se mueven con una sola llave y en el independiente cada mordaza es ajustada con una entrada de llave independiente.

MANDRILES DE SUJECCIONMANDRILES DE SUJECCION

Dentro de los mandriles Dentro de los mandriles para sujeción se pueden para sujeción se pueden ubicar a los broqueros ubicar a los broqueros con mango cónico los con mango cónico los que tienen la función de que tienen la función de sujetar a la broca y su sujetar a la broca y su funcionamiento es similar funcionamiento es similar a chuck universal.   a chuck universal.  

Fijadores de arrastre Fijadores de arrastre Los fijadores más Los fijadores más

conocidos y utilizados conocidos y utilizados son los de plato, los que son los de plato, los que pueden ser cerrados o pueden ser cerrados o abiertos. Todos siempre abiertos. Todos siempre utilizaran a un arrastrador utilizaran a un arrastrador conocido como perro. conocido como perro.

Por lo regular son Por lo regular son utilizados para el trabajo utilizados para el trabajo en torno de puntas o los en torno de puntas o los sistemas divisores de las sistemas divisores de las fresas.fresas.

PLATO Y PERRO DE ARRASTREPLATO Y PERRO DE ARRASTRE

Prensas Prensas

Conos de fijación Conos de fijación

Es un elemento muy utilizado en la Es un elemento muy utilizado en la mayoría de los sistemas en los que la mayoría de los sistemas en los que la pieza a sujetar tiene un eje de giro. pieza a sujetar tiene un eje de giro. Consiste en una superficie cónica que se Consiste en una superficie cónica que se inserta en otra superficie cónica, entre inserta en otra superficie cónica, entre estas piezas la fuerza de trabajo ajusta a estas piezas la fuerza de trabajo ajusta a las superficies impidiendo su separación, las superficies impidiendo su separación, la fricción impide el giro y además da gran la fricción impide el giro y además da gran sujeción. sujeción.

Broca con mango cónico Broca con mango cónico

La mayoría de estos La mayoría de estos elementos de elementos de sujeción son los sujeción son los broqueros o las broqueros o las brocas con mango brocas con mango cónico. cónico.

Ranuras de fijación Ranuras de fijación

Por lo regular se Por lo regular se ubican en las mesas ubican en las mesas de trabajo de las de trabajo de las máquinas máquinas herramienta, en ellas herramienta, en ellas se insertan tornillos se insertan tornillos que con su cabeza se que con su cabeza se fijan a la mesa y con fijan a la mesa y con placas o uñas se placas o uñas se presiona a las piezas presiona a las piezas a fijar.  a fijar. 

Platos volteadores o divisores Platos volteadores o divisores

Aún cuando el fin de estos dispositivos no Aún cuando el fin de estos dispositivos no es la fijación, son considerados como es la fijación, son considerados como elementos para evitar que las piezas se elementos para evitar que las piezas se muevan de los sitios en las que se van a muevan de los sitios en las que se van a trabajar. trabajar.

Platos volteadores o divisores Platos volteadores o divisores

Estos dispositivos Estos dispositivos sujetan por medio de sujetan por medio de un chuck o un plato un chuck o un plato de arrastre a una de arrastre a una pieza y con una pieza y con una manivela al liberarlos manivela al liberarlos de las fuerzas de de las fuerzas de fijación pueden girar fijación pueden girar la pieza un número la pieza un número de grados específico. de grados específico.