máquinas y herramientas y ejercicios relacionados

máquinas y herramientas

1. MÁQUINAS Y
HERRAMIENTAS UNIVERSIDAD YACAMBÚ
VICERRECTORADO ACADÉMICO
FACULTAD DE INGENIERÍAIntegrantes:
Agustin Lucchesi Exp. III-223-00053V
Rubén Lozada Exp. III-211-00002

2. CEPILLADORA Se utiliza para producir superficies planas precisas y
cortar ranuras. Es similar a la perfiladora, pero en
cuanto a tamaño, la cepilladora es mayor.CARÁCTERISTICAS
Principio de Operación: La pieza a mecanizar se sujeta
rígidamente sobre una mesa móvil (carro o ariete). La mesa se
desliza hacia adelante y atrás bajo una herramienta de corte de
un solo filo que está fija o solo realiza movimientos de avance.
Piezas Grandes y Pesadas: Su diseño, donde la mesa es el
elemento que proporciona el movimiento principal, la hace
ideal para mecanizar piezas de gran tamaño y peso, como
bancadas de máquinas o grandes placas de metal, donde
mover la herramienta sería menos rígido o ineficiente.
Rendimiento Limitado: Aunque muy eficaz para grandes
superficies, su rendimiento es bajo en comparación con las
fresadoras, debido a la carrera de retorno, un tiempo muerto
en el que no se realiza corte.

3. CEPILLADORA Cepilladora de Puente: Posee dos
columnas verticales que soportan una viga
transversal donde se montan los carros
portaherramientas.
Cepilladora de una Columna: Posee solo
una columna de soporte.Permite
mecanizar piezas que exceden el ancho de
la mesa ya que una parte puede sobresalir
de la máquina. Menos rígida que la de
puente.
Cepilladora de Foso: La pieza permanece
fija sobre el suelo (en un foso) y las
columnas y el puente se mueven sobre
guías a lo largo de la pieza.Utilizada para
piezas de longitud ilimitada y peso
inmenso.
Cepilladora de Doble Corte: Utiliza
portaherramientas especiales para cortar
tanto en la carrera de trabajo (ida) como
en la carrera de retroceso (vuelta),
eliminando el tiempo muerto y mejorando
la eficiencia.TIPOS
Mecanizado de Planos de Gran
Longitud: Crear superficies planas
perfectamente paralelas o
coplanares en piezas largas.
Guías de Máquinas Herramientas:
Cepillado de las guías de
deslizamiento de bancadas (por
ejemplo, en tornos o fresadoras),
donde se requiere una alta
precisión lineal.
Ranurado Múltiple: Creación de
varias ranuras (como para
chavetas o guías) de forma
simultánea, utilizando varios
carros portaherramientas.
Mecanizado de Superficies
Cóncavas/Convexas: Con el uso
de cabezales giratorios, se pueden
generar superficies curvas de gran
radio.APLICACIONES
DETALLADAS
Movimiento de Corte:
Rectilíneo y alternativo
de la pieza. La carrera
de retorno es más
rápida (tiempo muerto).
Movimiento de Avance:
Rectilíneo, transversal
de la herramienta (se
desplaza en el carro
portaherramientas) al
final de cada carrera de
corte o de retorno.
Movimiento de
Profundidad de Pasada:
Rectilíneo, vertical de la
herramienta.MOVIMIENTOS

4. CEPILLADORA Velocidad de Corte (Vc​): Se define
como la velocidad lineal de la mesa
durante la carrera de trabajo.
Típicamente entre 5 y 30 m/min para
aceros, dependiendo del material y la
rigidez de la máquina.
Relación de Retorno (Factor K):
Velocidad de Retorno=K × Velocidad de
Corte
El factor K suele ser mayor a 1, a menudo
entre 1.5 y 2.5, para minimizar el tiempo
muerto.
Avance por Carrera (ac​): Se mide en
milímetros por doble carrera (mm/dc).
Suele ser pequeño, del orden de 0.5 a
3 mm/carrera, para garantizar un buen
acabado superficial y no sobrecargar la
herramienta en la siguiente pasada.VELOCIDADES DE
FUNCIONAMIENTO
Materiales:
Acero Rápido (HSS): Común para
trabajos generales y bajos
requerimientos de velocidad.
Carburos Cementados: Se usan en
forma de plaquitas (insertos)
intercambiables para aumentar la
velocidad y la vida útil de la
herramienta.
Geometría (Ángulos):
Ángulo de Incidencia Frontal y
Lateral: Pequeños (3° a 5°), para
evitar el roce del flanco de la
herramienta con la superficie
mecanizada.
Ángulo de Salida: Varia según el
material (10° a 15° para acero, 5° a
10° para fundición).
Portaherramientas Basculante:
Permite que la herramienta se
levante ligeramente en la carrera de
retorno para evitar que el filo
arrastre y dañe la superficie.HERRAMIENTAS
DE CORTE
Naturaleza de la Fuerza: La
fuerza de corte es
discontinua y de choque. Al
inicio de cada carrera de
trabajo, la herramienta
impacta contra el material,
generando un pico de fuerza.
Componentes de la Fuerza:
Se descomponen en tres
direcciones principales,
siguiendo el sistema de
coordenadas.FUERZAS
DE CORTE Fuerza Principal de Corte
(Fc​): Actúa en la dirección
del movimiento de corte. Es
la más grande y determina
la potencia requerida.
Fuerza de Avance (Ff​):
Actúa en la dirección del
movimiento de avance
(transversal de la
herramienta).
Fuerza de Profundidad (Fp​):
Actúa en la dirección de la
profundidad de corte.

5. LIMADORA Esta diseñada para el mecanizado de superficies planas, ranuras
y perfiles en piezas de tamaño pequeño a mediano mediante un
movimiento principal rectilíneo alternativo de la herramienta.CARÁCTERISTICAS
Principio de Operación: El movimiento principal de corte lo realiza
el carro portaherramientas (también llamado ariete o carnero), que
se mueve hacia adelante y atrás sobre la bancada. La pieza se sujeta
a una mesa y realiza los movimientos secundarios de avance y
penetración.
Piezas Pequeñas a Medianas: Es ideal para piezas de hasta
aproximadamente 800 a 1000 mm de longitud. Para piezas más
grandes se utiliza la cepilladora.
Mecanismo de Biela-Manivela Oscilante: El movimiento alternativo
del carro se logra comúnmente a través de un mecanismo de colisa
o biela oscilante. Este sistema es mecánicamente robusto y su
característica clave es que genera una velocidad de retorno más
rápida que la velocidad de corte, optimizando el tiempo muerto.

6. LIMADORA Limadora de Codo (Horizontal).
Biela-Manivela Oscilante (Colisa). El
carro se mueve horizontalmente
sobre la bancada. Más común.
Mecanismo simple, robusto y con
relación de velocidad de retorno
optimizada (ej. Vretorno​≈1.5 a
2.5×Vcorte​).
Limadora Hidráulica: Émbolo y
cilindro hidráulico. Proporciona un
movimiento más suave y silencioso.
Permite una velocidad de corte
constante a lo largo de toda la carrera
activa y una regulación continua de la
velocidad.
Limadora Vertical (Mortajadora):
Biela o sistema hidráulico. El
movimiento del carro es vertical.
Utilizada para realizar ranuras
interiores (chaveteros), agujeros
cuadrados, o mecanizado de formas
internas y externas donde se requiere
penetración vertical.TIPOS
Mecanizado de Superficies Planas:
Principalmente planos horizontales,
pero también verticales e inclinados.
Ranurado: Creación de ranuras
rectas, en "T" o cola de milano.
Chaveteros Internos: Utilizando la
limadora vertical (mortajadora) se
pueden cortar ranuras de chaveta
dentro de orificios.
Perfiles Complejos: Puede mecanizar
perfiles escalonados o formas
irregulares mediante la combinación
de movimientos de avance y
profundidad, o usando cabezales
giratorios.
Acabado de Precisión: Es adecuada
para trabajos de acabado donde la
precisión superficial es importante,
especialmente en longitudes cortas a
medianas.APLICACIONES
DETALLADAS
Movimiento Principal (Corte
- Mc​): Lo realiza la
Herramienta (Carro o
Ariete). Rectilíneo
alternativo. El corte solo
ocurre en la Carrera de
Trabajo.
Movimiento de Avance (Ma​):
Lo realiza la Pieza (Mesa).
Se desplaza transversalmente
a la dirección de corte, de
forma intermitente,
generalmente al final de la
carrera de retorno, cuando la
herramienta no está en
contacto con la pieza.
Movimiento de Profundidad
de Pasada (Mp​):Es el ajuste
vertical o angular que
determina el espesor de la
viruta a remover.MOVIMIENTOS

7. LIMADORA Velocidad de Corte (Vc​): Se calcula en
base a la longitud total de la carrera
(L) y el número de dobles carreras (n)
por minuto, considerando la relación
de retorno (K) para reflejar la
velocidad efectiva de trabajo.
Vc​≈(1+1/K)2⋅L⋅n​⋅10001​
Avance por Carrera (f): Es la distancia
que se desplaza la mesa por cada
doble carrera. Se expresa en mm/dc
(milímetros por doble carrera).
Desbaste: ≈0.5 a 3 mm/dc.
Profundidad de Corte (p): Ajuste de
penetración de la herramienta, en
mm. Desbaste: Puede ser grande,
hasta 5-8 mm, limitada por la
potencia de la máquina y la rigidez de
la pieza.VELOCIDADES DE
FUNCIONAMIENTO
Se utilizan herramientas de corte de
una sola punta (cuchillas o buriles),
muy similares a las de torno,
montadas en el cabezal del carro.
Materiales: Predominantemente
Aceros de Alta Velocidad (HSS)
por su robustez, aunque
también se usan herramientas
con plaquitas de carburo
cementado para aumentar la
productividad.
Portaherramientas Basculante:
La herramienta se monta en un
cabezal especial que tiene un
pivote. Esto permite que el
portaherramientas se levante
ligeramente en la carrera de
retorno (pasiva) para evitar el
roce y desgaste del filo.HERRAMIENTAS
DE CORTE
La fuerza principal de corte (Fc​)
se calcula de manera similar a
otros procesos de corte de filo
único:
Fc​≈kc​⋅(p⋅f)
kc​: Presión Específica de
Corte (N/mm2), que
depende del material y la
geometría de la
herramienta.
p⋅f: Área de la sección de
viruta (mm2).
Consideración de Impacto:
La fuerza tiene un
componente de choque
significativo al inicio de
cada carrera, lo que exige
una sujeción muy rígida de
la pieza y una herramienta
robusta.FUERZAS
DE CORTE

8. FRESADORA La fresadora opera por el movimiento continuo de
rotación de la herramienta de corte, llamada fresa.CARÁCTERISTICAS
Principio de Fresado: El mecanizado ocurre cuando la pieza de trabajo
se acerca a la fresa giratoria. Cada diente de la fresa arranca una
pequeña porción de material (viruta) durante su paso.
Movimiento Principal: La rotación continua del husillo donde se monta
la fresa. Este movimiento es el que define la velocidad de corte.
Capacidad y Versatilidad: Es la máquina herramienta más versátil
después del torno. Puede crear una inmensa variedad de formas, desde
planos hasta ranuras, engranajes, roscas, y contornos complejos.
Tipos de Fresado: Se distingue principalmente entre el fresado en
concordancia (la rotación de la fresa y el avance de la pieza van en la
misma dirección, mejor acabado) y el fresado en oposición (la rotación y
el avance van en direcciones opuestas, más robusto en máquinas
antiguas).

9. FRESADORA A. Según la Posición del Husillo
Fresadora Horizontal: El eje del
husillo es paralelo a la mesa de
trabajo.
Fresadora Vertical: El eje del husillo
es perpendicular a la mesa de
trabajo. Es el tipo más común y
versátil, ideal para fresas frontales,
fresas de ranurar y para mecanizar
cavidades y perfiles.
B. Según su Estructura y Control
Fresadora Universal: Combina la
capacidad de movimiento del husillo
y, fundamentalmente, permite que la
mesa de trabajo gire sobre su eje
horizontal.
Fresadora de Consola: Similar a la
universal, pero el cabezal o consola
vertical se mueve para posicionar la
mesa.
Fresadora CNC: Son máquinas
totalmente automatizadas que
utilizan software para controlar con
alta precisión los movimientos en 3,
4, 5 o más ejes simultáneamente.TIPOS
Planeado: Creación de superficies
planas (horizontales, verticales o
inclinadas) mediante el uso de fresas
frontales o cilíndricas.
Ranurado: Fabricación de ranuras de
chaveta, ranuras en T, o ranuras de
guía.
Contorneado: Mecanizado de perfiles
y formas complejas en 2D o 3D, algo
indispensable en la matricería y la
fabricación de moldes.
Taladrado y Mandrinado: Con las
fresadoras verticales, se pueden
realizar operaciones de perforación y
agrandamiento de orificios.
Generación de Engranajes y Roscas:
Las fresadoras universales, equipadas
con un cabezal divisor, pueden cortar
dientes de engranaje rectos y
helicoidales.APLICACIONES
DETALLADAS
Movimiento Principal (Corte
- Mc​): Lo realiza la
Herramienta (Fresa). Es el
movimiento de rotación
continua alrededor de su
propio eje.
Movimiento de Avance (Ma​):
Lo realiza la Pieza (Mesa de
trabajo). Es el movimiento
lento que permite que el
material ingrese
continuamente en la zona de
corte. Puede ser longitudinal,
transversal o vertical.
Movimiento de Profundidad
de Pasada (Mp​): Es el ajuste
inicial que determina la
penetración de la fresa en el
material, midiendo el espesor
de la capa de material que se
removerá en la pasada.MOVIMIENTOS

10. FRESADORA Velocidad de Corte (Vc​): Es la
velocidad lineal de un punto en el
borde cortante de la fresa. Depende
del material de la herramienta y la
pieza. Vc​=1000π⋅D⋅n​
Velocidad de Rotación (n): Se
calcula a partir de la velocidad de
corte recomendada por el
fabricante.
Avance por Diente (fz​): Es el
espesor de la viruta que arranca un
solo diente de la fresa en una
rotación. Es el parámetro más
importante para controlar el
acabado y la vida de la herramienta.
Velocidad de Avance de la Mesa (Vf​
): Es la velocidad a la que se mueve
la pieza a lo largo de la fresa
(mm/min).VELOCIDADES DE
FUNCIONAMIENTO
Fresas Cilíndricas/Frontales: Se
utilizan en fresadoras horizontales
para crear planos.
Fresas de Plato (o de Plaquitas):
Usadas en fresadoras verticales y
horizontales para el planeado.
Utilizan insertos de carburo
intercambiables y reemplazables.
Fresas de Ranurar (End Mills):
Tienen filos tanto en la periferia
como en la punta. Son esenciales
para crear ranuras, cavidades y
contornos.
Materiales: Los más comunes son
el Acero Rápido (HSS) para
operaciones de menor velocidad y
las herramientas con Plaquitas de
Carburo Cementado (Metal Duro)
para alta productividad y
materiales duros.HERRAMIENTAS
DE CORTE
Componentes: Al igual que en
otros procesos, las fuerzas se
descomponen en la dirección del
corte (Fc​), avance (Ff​) y
penetración (Fp​).
Fuerza Específica de Corte (kc​):
Es la magnitud que permite
calcular la potencia necesaria y la
fuerza principal (Fc​). Se calcula
en función del área de la viruta y
es crucial para dimensionar la
máquina y sus soportes.
Importancia del Control: En el
fresado, es vital que la máquina
sea rígida para absorber las
vibraciones y los impactos
generados por la entrada y salida
de los dientes de la fresa,
especialmente al trabajar con
grandes profundidades de corte.FUERZAS
DE CORTE

11. TORNO Un torno es una máquina herramienta que permite mecanizar piezas
haciendo girar el material sobre su propio eje mientras una herramienta
de corte realiza operaciones como cortar, pulir o dar forma. CARÁCTERISTICAS
Principio de Operación: La pieza se sujeta firmemente al cabezal
(husillo) y gira a alta velocidad (movimiento principal). La herramienta
se monta en un carro y se mueve linealmente a lo largo de la pieza
(movimiento de avance) o perpendicular a ella (movimiento de
penetración), arrancando viruta de forma continua para generar la
geometría deseada.
Piezas de Revolución: Es ideal para mecanizar cualquier pieza que tenga
una sección transversal circular, como ejes, casquillos, tornillos o conos.
Gran Acabado Superficial: Debido a la naturaleza continua del corte (a
diferencia de la fresadora o la limadora), el torno puede lograr
excelentes acabados superficiales y una alta precisión geométrica.

12. TORNO Torno Paralelo (o Convencional): Es el
tipo más común y básico. Se llama
"paralelo" porque el eje de la
herramienta es paralelo al eje de
rotación de la pieza.
Torno Copiador: Permite el torneado
automático siguiendo el contorno de
una plantilla o "patrón".
Torno Revólver: Diseñado para la
producción masiva de piezas pequeñas.
Torno Vertical: Utilizado para
mecanizar piezas muy grandes y
pesadas con diámetros superiores a su
altura (ejemplos son ruedas de
ferrocarril o grandes bridas).
Torno CNC (Control Numérico por
Computadora): La máquina moderna.
Utiliza motores de alta precisión
(servomotores) y programación para
controlar los movimientos de la
herramienta de forma automática en
dos o más ejes. TIPOS
Cilindrado o Torneado Longitudinal:
Reducir el diámetro exterior de la
pieza para crear superficies
cilíndricas.
Refrentado: Aplanar y dejar
perpendicular al eje la cara frontal de
la pieza, cortando en dirección
perpendicular al eje de rotación.
Taladrado y Mandrinado: Con la
herramienta montada en el
contrapunto o en la torreta, se
pueden realizar perforaciones axiales
o agrandar orificios existentes
Roscado: Creación de roscas
externas o internas, moviendo la
herramienta de roscar de forma
sincronizada con la rotación de la
pieza para generar el paso deseado.
Tronzado: Cortar la pieza terminada
del material restante utilizando una
herramienta estrecha.APLICACIONES
DETALLADAS
Movimiento Principal (Corte - Mc​
): Lo realiza la Pieza. Es la rotación
continua alrededor del eje del
husillo. Esta velocidad determina la
productividad y la calidad del corte.
Movimiento de Avance (Ma​): Lo
realiza la Herramienta (Carro). Es
el movimiento lento y uniforme
que permite a la herramienta cubrir
toda la superficie a mecanizar.
Generalmente es paralelo
(cilindrado) o perpendicular
(refrentado) al eje de la pieza. Se
mide en milímetros por revolución
(mm/rev).
Movimiento de Penetración (Mp​):
Lo realiza la Herramienta (Carro
transversal). Es el ajuste inicial que
determina la profundidad de
pasada, es decir, el espesor de la
capa de material que se va a
remover en esa operación.MOVIMIENTOS

13. TORNO Velocidad de Corte (Vc​): Es la
velocidad lineal de la periferia de la
pieza en contacto con el filo de la
herramienta. Es un parámetro crítico
que depende del material de la
pieza y de la herramienta.
Vc​=1000π⋅D⋅n​
Velocidad de Rotación (n): Se
calcula en función de la Vc​ óptima.
n=π⋅D1000⋅Vc​​
Avance por Revolución (f): Es la
distancia que se desplaza la
herramienta por cada vuelta de la
pieza (mm/rev). En operaciones de
desbaste, se utiliza un avance
grande para remover material
rápidamente, mientras que en el
acabado, el avance es muy pequeño
para obtener una superficie lisa.VELOCIDADES DE
FUNCIONAMIENTO
Materiales:
Acero Rápido (HSS):
Económico y versátil, adecuado
para bajas velocidades y
máquinas convencionales.
Carburos Cementados (Metal
Duro): Se utilizan en forma de
plaquitas intercambiables
(insertos) con recubrimientos
especializados. Permiten
trabajar a altas velocidades y
son estándar en la producción
CNC debido a su gran
resistencia al calor y al desgaste.
Geometría: La eficacia del corte
depende de la geometría de la
herramienta, incluyendo el
ángulo de ataque y el ángulo de
incidencia. Estos ángulos se
ajustan según el material a
tornear.HERRAMIENTAS
DE CORTE
Fuerza Principal de Corte (Fc​):
Es la mayor fuerza y actúa en la
dirección tangencial (del
movimiento de rotación). Es la
que determina la potencia
requerida para el mecanizado.
Fuerza de Avance (Ff​): Actúa en
la dirección del avance de la
herramienta (paralela al eje).
Fuerza de Profundidad (Fp​):
Actúa en la dirección de la
penetración (perpendicular al
eje).
Cálculo de la Fuerza: La fuerza
principal se calcula a menudo a
partir de la presión específica de
corte (kc​), un valor tabular que
depende del material y la sección
de la viruta.
Fc​≈kc​⋅(p⋅f)FUERZAS
DE CORTE

14. MORTAJADORA Utiliza un movimiento rectilíneo y alternativo de una herramienta
de corte para arrancar viruta, produciendo ranuras, chaveteros,
estrías y otras formas en piezas metálicas o de madera.CARÁCTERISTICAS
Principio de Operación: La herramienta de corte (generalmente
una cuchilla robusta de un solo filo) se monta en un ariete o
carro que se mueve de forma alternativa y vertical sobre la
pieza. La pieza se sujeta a una mesa que realiza los
movimientos de avance y profundidad.
Movimiento Principal: Es la carrera vertical de la herramienta;
el corte se realiza en el movimiento descendente (carrera de
trabajo). El movimiento ascendente es la carrera de retorno o
carrera en vacío, que se realiza a mayor velocidad.
Especialización: Está diseñada específicamente para el
mecanizado de superficies internas o perfiles que no se pueden
generar fácilmente con otras máquinas, como ranuras,
chaveteros, y contornos interiores.

15. MORTAJADORA Mortajadora Mecánica: El
movimiento vertical del ariete se
logra mediante un mecanismo de
cremallera y piñón o, más
comúnmente, por un mecanismo
de biela oscilante (colisa), similar al
de la limadora horizontal.
Mortajadora Hidráulica: Utiliza un
sistema de cilindro y pistón
hidráulico para mover el ariete.
Esto ofrece un control más preciso
y velocidades más uniformes
durante la carrera de trabajo,
además de facilitar una regulación
continua de la velocidad de corte.
Son preferidas para trabajos de alta
precisión.
Mortajadora de Uso Especial
(Tornos Verticales Modificados):
En piezas de gran diámetro, a
veces se utilizan tornos verticales
equipados con accesorios de
mortajado en sus carros.TIPOS
Chaveteros Internos: Esta es la
aplicación más distintiva. Permite
cortar ranuras internas en el cubo
de engranajes, poleas o volantes de
inercia para alojar chavetas que
aseguren el elemento al eje.
Ranuras y Perfiles Interiores:
Mecanizado de agujeros no
circulares o ranuras y guías internas
donde no puede acceder una fresa o
una brocha.
Superficies Verticales Planas:
Mecanizado de superficies planas o
escalonadas verticales que son
inaccesibles para otras máquinas o
que deben ser extremadamente
precisas respecto al eje de rotación
de la mesa.
Engranajes de Dientes Rectos y
Ruedas Dentadas: En combinación
con una mesa divisora circular, la
mortajadora puede cortar los
dientes de engranajes rectos. APLICACIONES
DETALLADAS
Movimiento Principal (Corte - Mc​
): Lo realiza la Herramienta
(Ariete). Es el movimiento
rectilíneo alternativo vertical.
Movimiento de Avance (Ma​): Lo
realiza la Pieza (Mesa). Se
comunica de forma intermitente
después de cada carrera de retorno
(en vacío). Puede ser lineal (para
ranuras) o circular (para perfiles
cilíndricos internos o dientes de
engranaje).
Movimiento de Profundidad de
Pasada (Mp​): Lo realiza la Pieza
(Mesa). Es el ajuste radial o
transversal de la mesa que
determina el espesor de la viruta
que se arranca.MOVIMIENTOS

16. MORTAJADORA Velocidad de Corte (Vc​): Es la
velocidad del ariete durante la carrera
de trabajo. Es relativamente baja
debido al movimiento alternativo y al
impacto inicial. Se calcula en función
de la longitud de la carrera y el
número de dobles carreras (golpes)
por minuto.
Vc​≈(1+1/K)2⋅L⋅n​⋅10001​
Avance por Carrera (f): Se mide en
milímetros por doble carrera (mm/dc)
y se relaciona con el movimiento de la
mesa.
Longitud de Carrera: Debe ajustarse
con precisión para que la herramienta
sobrepase ligeramente los extremos
superior e inferior de la pieza para
asegurar un corte completo y que la
herramienta pueda liberarse
completamente antes del avance.VELOCIDADES DE
FUNCIONAMIENTO
Cuchillas de Chavetero: Son
estrechas y especializadas,
diseñadas para resistir las fuerzas
laterales y el impacto vertical.
Materiales: Predominan los
Aceros de Alta Velocidad por su
tenacidad y resistencia al impacto.
Para trabajos muy pesados o
materiales duros, se pueden usar
herramientas con plaquitas de
carburo de tungsteno.
Mecanismo de Alivio: Es
fundamental que el
portaherramientas o el
mecanismo del ariete permitan
que la herramienta se separe
ligeramente de la pieza en la
carrera de retorno para evitar el
roce, el daño de la superficie ya
mecanizada, y el desgaste
prematuro del filo.HERRAMIENTAS
DE CORTE
Naturaleza del Esfuerzo: El
mecanizado es un proceso de
impacto intermitente, lo que
somete a la herramienta a
grandes esfuerzos dinámicos al
inicio de cada pasada.
Fuerza Principal (Fc​): Es la fuerza
vertical que impulsa el corte.
Debe ser absorbida por la rigidez
del ariete y la bancada. Se
calcula a partir de la presión
específica de corte (kc​) y el área
de la viruta.
Requisitos de Rigidez: La
mortajadora debe ser una
máquina extremadamente rígida
para manejar estas fuerzas
verticales, asegurando que la
herramienta no se desvíe y que
el mecanizado mantenga la
precisión dimensional requerida.FUERZAS
DE CORTE

17. MANDRINADORA Su función principal es mejorar la geometría y el acabado de agujeros
ya existentes, pero también puede realizar operaciones de fresado,
taladrado y roscado.CARÁCTERISTICAS
Principio de Operación: La herramienta de corte (una barra de
mandrinar con una o varias cuchillas) gira a altas revoluciones
(movimiento principal) y avanza axialmente (movimiento de avance)
dentro del agujero fijo.
Precisión y Acabado: La clave de la mandrinadora es su rigidez y la
alta precisión del husillo de mandrinar. Esto le permite lograr
tolerancias muy estrechas (IT5 a IT7) y una excelente calidad
superficial, inalcanzable por un simple taladrado.
Piezas Grandes y Pesadas: Es la máquina ideal para trabajar con
piezas voluminosas y pesadas que son difíciles de mover (como
carcasas de reductores, bloques de motor o estructuras de máquinas
herramienta), ya que la pieza permanece fija y los movimientos los
realiza el husillo o el cabezal.

18. MANDRINADORA Mandrinadora Horizontal
(Mandrinadora de Columna Móvil):
Es el tipo más común. La pieza se
sujeta a una mesa, y el husillo de
mandrinar se mueve
horizontalmente a través del agujero.
Mandrinadora de Mesa (Table Type):
Similar a la horizontal, pero la mesa
es móvil y realiza los movimientos de
avance longitudinal y transversal,
mientras que el husillo se mueve solo
verticalmente y longitudinalmente.
Mandrinadora Vertical: En este tipo,
el husillo de mandrinar es vertical. La
pieza se fija a una mesa horizontal,
similar a un torno vertical.
Mandrinadora de Coordenadas (Jig
Borer): Es una máquina de extrema
precisión, más pequeña, utilizada
para el mecanizado de agujeros
espaciados con tolerancias muy
ajustadas. TIPOS
Mandrinado propiamente dicho:
Agrandar un orificio preexistente.
Se realiza con una barra de
mandrinar equipada con una
cuchilla simple o doble.
Refrentado y Torneado Exterior:
Mediante platos de refrentar
acoplados al husillo, la
mandrinadora puede mecanizar las
caras frontales de la pieza
Taladrado y Roscado: Aunque no
es su función primaria, las
mandrinadoras modernas son tan
rígidas y precisas que pueden
realizar operaciones de taladrado y
roscado.
Mecanizado de Cajas y Bancadas:
En piezas estructurales complejas,
la mandrinadora asegura que todos
los agujeros de los rodamientos
estén perfectamente alineados y
paralelos, garantizando el correcto
montaje y funcionamiento.APLICACIONES
DETALLADAS
Movimiento Principal (Corte -
Mc​): Es la rotación continua de
la barra de mandrinar o del
husillo. Define la velocidad de
corte.
Movimiento de Avance (Ma​): Es
el movimiento lineal y lento de
la herramienta (la barra de
mandrinar) o de la mesa (la
pieza) en la dirección del eje del
orificio. Se mide típicamente en
milímetros por revolución
(mm/rev).
Movimiento de Penetración (Mp​
): Es el ajuste radial o transversal
que establece la profundidad de
pasada (espesor de la viruta).
Generalmente lo realiza el
cabezal transversal de la
máquina o un ajuste fino de la
mesa.MOVIMIENTOS

19. MANDRINADORA Velocidad de Corte (Vc​): Se
calcula a partir del diámetro de la
herramienta y la velocidad de
rotación
Velocidad de Rotación (n): Se
selecciona en función del
diámetro del agujero y el material.
Como el diámetro de la
herramienta es grande, la n debe
ser relativamente baja para
mantener una Vc​ apropiada.
Avance por Revolución (f): Se
mantiene muy pequeño (mm/rev)
para asegurar un acabado fino y
una alta precisión geométrica. VELOCIDADES DE
FUNCIONAMIENTO
Herramientas de Corte
La herramienta distintiva es la
barra de mandrinar (boring bar),
que debe ser extremadamente
rígida para resistir las fuerzas de
corte y evitar la deflexión,
especialmente cuando el voladizo
(la parte que sobresale) es largo.
Cuchillas: Se utilizan plaquitas o
cuchillas de un solo filo,
generalmente de carburo
cementado con recubrimientos
cerámicos, montadas en el
extremo de la barra.
Rigidez: La rigidez de la barra es
el factor más limitante. Para
orificios profundos, las barras
pueden ser de carburo de
tungsteno o incluir sistemas de
amortiguación activa o pasiva
para suprimir la vibración.HERRAMIENTAS
DE CORTE
Vibración (Chatter): Es el
principal desafío. Las fuerzas de
corte laterales y de avance
pueden provocar la vibración de
la barra, lo que se traduce en un
mal acabado y un desgaste
prematuro de la herramienta.
Fuerza de Deflexión: La fuerza
resultante del corte (Fr​) tiende a
deflectar la barra y empujar la
herramienta hacia afuera del
agujero.
Control: Para mitigar esto, se
utilizan mandrinadoras con
cabezales de soporte o se
diseñan herramientas que cortan
en sentido opuesto para
balancear las fuerzas. Los
parámetros de corte se eligen
cuidadosamente para mantener
las fuerzas bajas y estables.FUERZAS
DE CORTE

20. PUNZADORA Utilizada para perforar agujeros o crear formas específicas en láminas
o placas de material (generalmente metal), mediante un proceso de
cizallamiento o punzonado. CARÁCTERISTICAS
Principio de Operación: La operación principal se llama punzonado y
troquelado. El material se coloca entre dos elementos: el punzón (la
herramienta superior) y la matriz o troquel (la herramienta inferior con
la forma del corte). El punzón desciende, aplica una fuerza que excede
el límite de resistencia al corte del material, y lo fuerza a través de la
matriz, separando la sección deseada.
Velocidad y Eficiencia: El punzonado es un proceso extremadamente
rápido y eficiente para la producción masiva de piezas, ya que la forma
completa se crea en un solo golpe de la máquina.
Chatarra y Retazos: A diferencia del mecanizado, el material removido
(el recorte o retazo) es un desecho, mientras que la pieza que queda
después del agujero o el contorno es la pieza de trabajo.

21. PUNZADORA Punzadora Mecánica (o de Manivela):
Utiliza un sistema de biela y manivela
para convertir el movimiento rotatorio de
un motor en el movimiento rectilíneo
descendente y ascendente del punzón.
Punzadora Hidráulica: Utiliza un sistema
de pistones y fluido hidráulico para
generar y aplicar la fuerza. Ofrecen una
fuerza máxima constante a lo largo de
toda la carrera, lo que las hace adecuadas
para materiales más gruesos o cortes más
largos.
Punzadora CNC de Torretas: Es la
máquina moderna estándar para la
fabricación de chapa. Posee un cabezal
móvil y una torreta giratoria que contiene
múltiples punzones y matrices de
diferentes formas y tamaños.
Punzadora de Viga: Un tipo
especializado, muy grande, utilizado en
la fabricación de estructuras de acero
para perforar agujeros para pernos en
alas y almas.TIPOS
Perforación de Agujeros Estándar:
Crear agujeros redondos,
cuadrados o de otras formas en
chapa metálica para ensamblajes,
ventilación o estética.
Troquelado (Blanking): Crear el
contorno exterior de una pieza,
separándola completamente de la
lámina original
Embutición y Formado: Aunque el
punzonado es primariamente
corte, las máquinas más robustas
también pueden realizar pequeñas
operaciones de conformado, como
embutir
Fabricación de Paneles: Producción
de paneles eléctricos, gabinetes, o
componentes para carrocería,
donde la rapidez y la precisión de
posicionamiento de los agujeros
son vitales.APLICACIONES
DETALLADAS
Movimiento Principal (Punzón):
Es el movimiento rectilíneo
alternativo vertical del punzón.
Este movimiento genera la
fuerza de cizallamiento.
Movimiento de Posicionamiento
(Pieza): En las punzadoras CNC,
la lámina de material se mueve
de forma rápida y precisa en los
ejes X e Y para llevar el punto de
punzonado exacto bajo el
punzón.
Movimiento de Penetración
(Distancia): La carrera vertical
del punzón debe ser suficiente
para cortar completamente el
material y, en el retorno, el
punzón debe elevarse lo
suficiente para permitir el
movimiento lateral de la lámina
de chapa sin colisionar.MOVIMIENTOS

22. PUNZADORA Fuerza de Punzonado (F): Es la fuerza
máxima requerida para cizallar el
material. Se calcula como el producto
de la longitud total de corte por el
espesor de la chapa (t) y la resistencia
al cizallamiento (τs​) del material.
F=L⋅t⋅τs​
Juego (Clearance): Es la distancia de
separación entre el punzón y la
matriz. Es un parámetro
fundamental. Un juego incorrecto
resulta en agujeros de mala calidad,
rebabas excesivas y un aumento
innecesario de la fuerza requerida. El
juego ideal es típicamente del 5% al
10% del espesor del material.
Corte y Retorno: La carrera de
punzonado solo necesita penetrar una
fracción del espesor total del material
(≈20% al 60%) para iniciar la fractura
por cizallamiento. Después de eso, el
material se separa.VELOCIDADES DE
FUNCIONAMIENTO
Material: Deben ser de aceros de
herramienta de alta aleación
(para resistir el desgaste y el
choque) y con un alto contenido
de cromo y vanadio, a menudo
tratados térmicamente hasta
alcanzar una alta dureza.
Tipos de Punzones: Existen
punzones estándar para agujeros
simples y juegos de herramientas
modulares más complejos para
formas especiales, como bridas o
pestañas.
Rectificado: Los punzones y
matrices requieren afilado
periódico (rectificado) para
mantener un borde de corte
limpio. Un filo desafilado
aumenta dramáticamente la
fuerza requerida y produce
rebabas excesivas.HERRAMIENTAS
DE CORTE
Alineación: La alineación
precisa entre el punzón y la
matriz es esencial. Una
desalineación puede provocar el
astillado del filo de la
herramienta o incluso la rotura
del punzón.
Lubricación: Se utiliza aceite o
cera de punzonado para reducir
la fricción entre la herramienta
y la chapa, prolongando la vida
útil de los troqueles.
Pelacapas (Stripper): Es una
placa que rodea al punzón y
que tiene la función vital de
retirar la chapa de la
herramienta en la carrera
ascendente, ya que el material
se adhiere fuertemente al
punzón después del corte.MANTENIMIENTO
Y CUIDADO

23. EJERCICIOS

24. Profundidad Total a Remover
El radio debe reducirse de Di​/2=35 mm a Df​/2=32,5 mm. La profundidad total de pasada es:EJERCICIO 1
Deben mecanizarse 300 barras de 70 mm de diámetro y 350 mm de largo hasta 65 mm de diámetro en
150 mm de longitud. El acabado superficial y la precisión requerida hacen necesario un ligero corte de
acabado, después del desbaste. Este se hace a máxima potencia. La pasada de acabado se hará con un
avance de 0,15 mm, una velocidad de corte de 1,7 m/s y a potencia máxima.
Se realiza una pasada de acabado (pa​) y el resto es desbaste (pd​). Por convención, en un acabado, se suele
dejar una profundidad muy pequeña. Asumiremos una profundidad de acabado es de o.5mm. Por lo tanto,
la profundidad de desbaste es:

25. EJERCICIO 1 Cálculo de Parámetros de Acabado
A. Velocidad de Rotación (na​)
La velocidad de corte se convierte a m/min: Vc,a​=1,7s/m​⋅60min/s​=102min/m​
La velocidad de rotación se calcula con el diámetro promedio de la pasada de acabado (65,5 mm):
B. Tiempo de Acabado por Pieza (Ta​)
El tiempo principal de mecanizado es:

26. Asunción 2: Para poder continuar, asumiremos valores típicos para un acero estructural y una máquina de
potencia media:
Potencia Máxima Disponible: Pc,max​=7,5 kW
Presión Específica de Corte: kc​=2000 N/mm2
Sección de viruta en Desbaste: Ad​=pd​⋅fd​=2,0 mm⋅fd​
Cálculo de la Fuerza de Corte (Fc​):EJERCICIO 1
Análisis de Desbaste (Limitado por Potencia Máxima)
La operación de desbaste se realiza a potencia máxima (Pc,max​). La potencia de corte está dada por:
Cálculo de la Velocidad de Corte (Vc,d​)
en función del avance:

27. Asunción 3: Elegimos un avance de desbaste típico
para esa profundidad, asumiendo una máquina rígida:EJERCICIO 1
Tiempo de Desbaste por Pieza (Td​)
Tiempo de Mecanizado Total
El tiempo principal de mecanizado por pieza es la suma de desbaste y acabado:
El tiempo total de mecanizado para las 300 barras (sin considerar los tiempos auxiliares como
montaje, medición y cambios de herramienta):

28. Datos y Cálculo del Tiempo
Datos de la Operación (Aluminio):
Profundidad de agujero (L): 12,5 cm
Diámetro de broca (D): 1,95 cm (19,5 mm)
Velocidad de rotación (n): 1500 rpm
Avance (f): 0,075 cm/rev (0,75 mm/rev)
El tiempo de taladrado (T) se calcula asumiendo que la
profundidad dada de 12,5 cm es la distancia total que
debe recorrer la broca (ya que no se especifica la altura
del cono de la punta en este caso):EJERCICIO 2
Determinar el tiempo y potencia necesarios para taladrar un agujero profundo de 12,5 cm de profundidad en
aluminio fundido si se emplea una broca de 1,95 cm de diámetro (3/4”) la cual gira a 1500 rpm y avanza 0,075
cm por revolución. Mostrar como las relaciones de este mecanizado pueden ser empleadas para operaciones de
agujereado, torneado interno, escariado y otros. ¿Cuánto tiempo se empleara para mecanizar un agujero en una
pieza de acero de 30 cm de espesor si la altura del cono de la punta de la broca es 1,6 cm, el avance 0,01
cm/revolución y la velocidad de la broca 100 rpm?Taladrado de Agujero Profundo en Aluminio Fundido
En segundos, el tiempo es:
0,111 min⋅60mins​≈6,66 segundos

29. Datos y Cálculo de la Distancia Total
Datos de la Operación (Acero):
Espesor de la pieza (Lp​): 30 cm
Altura del cono de la punta de la broca (Lc​): 1,6 cm
Avance (f): 0,01revcm​
Velocidad de broca (n): 100 rpm
Para taladrar un agujero pasante, la broca debe recorrer el
espesor total de la pieza más la altura de su cono (Lc​)
para que el diámetro completo atraviese la superficie:EJERCICIO 2 Taladrado en Acero de Alto Espesor
Cálculo del Tiempo Empleado
Aplicamos la misma fórmula de tiempo
con los nuevos parámetros:

30. Para poder calcular el número de dientes y la
potencia, asumiremos un valor típico de kc​ para el
hierro maleable duro de 1800 N/mm2.
Conversión de Unidades:
Diámetro de fresa (D): 35,56 cm=355,6 mm
Avance por diente (fz​): 0,025 cm=0,25 mm
Profundidad de corte (p): 0,15 cm=1,5 mm
Longitud de corte (L): 10 cm=100 mm
Potencia Disponible (Pdisp​): 15 CV≈11,032.5
W≈11,03 kWEJERCICIO 3
¿Cuál es la velocidad de corte de una fresa de 35,56 cm (14”) de diámetro que gira a 200 rpm? ¿Cuántos
dientes son necesarios para el corte, a esta velocidad, sin el avance es 0,025 cm por diente, la profundidad
de corte, 0,15 cm, la longitud de corte, 10 cm, la potencia de la maquina disponible es de 15 CV y se está
cortando hierro maleable duro? ¿Cuánto tiempo se empleara en este corte? ¿Cuál es la máxima velocidad
de avance que puede emplearse? ¿Cuál es la potencia que consume la fresa, si se emplea una máquina de
25 CV?
Velocidad de Corte (Vc​)
La velocidad de corte es la velocidad lineal
de la periferia de la fresa y se calcula en
m/min:

31. EJERCICIO 3 Dientes son Necesarios (Z)
El número de dientes está limitado por la
potencia máxima disponible de la máquina.
La potencia de corte (Pc​) se relaciona con la
tasa de remoción de material (MRR) y la
presión específica de corte (kc​).
Fórmula de Potencia y MRR:
Fórmula de la Velocidad de Avance (Vf​):
Igualando la potencia consumida a la potencia
disponible (Pc​=Pdisp​=11,03 kW) y sustituyendo Vf​:
Despejando Z:
Se requieren 3 dientes

32. EJERCICIO 3 Tiempo empleado para el corte
Utilizamos el número de dientes entero (Z=3).
Velocidad de Avance (Vf​):
Tiempo de Corte (T):
Velocidad Máxima de Avance que
Puede Emplearse (Vf,max​)
La máxima velocidad de avance está
limitada únicamente por la potencia
disponible de 15 CV.

33. EJERCICIO 3 Potencia que Consume la Fresa si se Emplea una
Máquina de 25 CV
La potencia que consume la fresa se calcula en función
de las condiciones de corte reales (Vf​=150 mm/min
calculada en el punto 3), independientemente de la
potencia máxima de la máquina (25 CV).
Tasa de Remoción de Material (MRR):
Potencia Consumida (Pc​):
Convirtiendo a CV (caballos
de vapor): 1 kW≈1,36 CV
La potencia que consume la fresa es de 3,26 CV.
La máquina de 25 CV tiene potencia más que
suficiente para realizar este corte.