La máquina herramientaes un tipo deque se usa para dar forma a piezas sólidas, eminentemente. Su característica principal es su falta de movilidad, ya que suelen ser máquinas estacionarias. El moldeado de la pieza se efectúa por la eliminación de una parte del material, que se puede efectuar por arranque de, por, corte o bien.
El término máquina herramientase acostumbra a reservar para herramientas que utilizan unadistinta del movimiento humano, pero también pueden ser movidas por personas si se instalan adecuadamente o cuando no hay otra fuente de energía. Muchos historiadores de la tecnología estiman que las auténticas máquinas herramienta nacieron cuando se eliminó la actuación directa del hombre en el proceso de dar forma o troquelar los distintos géneros de herramientas. Por poner un ejemplo, se estima que el primerque se puede estimar máquina herramienta fue el inventado alrededor depor, pues fue el primero que incorporó el instrumento de corte en una cabeza ajustable mecánicamente, quitándolo de las manos del operario.
Las máquinas herramienta pueden emplear una enorme pluralidad de fuentes de energía. La energía humana y la animal son opciones posibles, como lo es la energía lograda a través del empleo de. No obstante, el desarrollo real de las máquinas herramienta comenzó tras la invención de la, que llevó a la. El día de hoy en día, la mayoría de ellas funcionan con.
Las máquinas-herramienta pueden operarse manualmente o bien a través de control automático. Las primeras máquinas utilizabanpara estabilizar su movimiento y poseían sistemas complejos deypara controlar la máquina y las piezas en que trabajaba. Poco después de lase desarrollaron los sistemas de. Las máquinas de control numérico utilizaban una serie de números horadados en una cinta de papel opara controlar su movimiento. En losse añadieronpara acrecentar la flexibilidad del proceso. Tales máquinas se empezaron a llamar máquinas, o bien máquinas de Control Numérico por Computadora. Las máquinas de control numérico y CNC pueden repetir secuencias una y otra vez con precisión, y pueden generar piezas mucho más complejas que las que pueda hacer el obrero más experimentado.
Back to top1) Tipos de máquina herramienta
Por la forma de trabajar las máquinas herramientas se pueden clasificar en tres tipos:
- De pula o bien desbastadoras, que dan forma a la pieza por arranque de viruta.
- Prensas, que dan forma a las piezas mediante el corte, el prensado o el estirado.
- Especiales, que dan forma a la pieza mediante técnicas diferentes, como por poner un ejemplo,,,, plasma, etc.
1.1) Convencionales
Entre las máquinas usuales tenemos las siguientes máquinas básicas:
- , una de las máquinas más viejas y trabaja a través de el arranque de material y una herramienta de corte. Para ello la pieza gira un carro en el que se sitúan las herramientas aproximándose a la pieza, provocando que esta se desgaste para conseguir partes cilíndricas o bien cónicas. Si se pone unaen la posición pertinente, se pueden realizar barrenos.
- , destinados a perforación, estas máquinas herramientas son, junto con los tornos, las más antiguas. En ellas el trabajo se realiza por medio del giro de la herramienta y la pieza permanece fija por medio de una prensa. El trabajo efectuado normalmente, en los taladros, es hecho por una broca que efectúa el agujero correspondiente. También se pueden realizar otras operaciones con diferentes herramientas, como avellanar y escariar.
- , con la finalidad de la obtención de superficies llanas o bien de una forma concreta, las fresadoras son máquinas complejas en las que es el útil el que vira y la pieza la que permanece fija a una bancada móvil. El útil empleado es la, que acostumbra a ser redonda con diferentes filos cuya forma coincide con la que se quiere dar a la pieza a trabajar. La pieza se pone sólidamente fijada a un carro que la acerca a la fresa en las tres direcciones, esto es en los ejes X, Y y Z.
- , trabaja con un discoque va suprimiendo el material de la pieza a trabajar. Se suele utilizar para los acabados de precisión por la posibilidad del control muy preciso de la abrasión. En general no se ejerce presión mecánica sobre la pieza.
1.1.1) De vaivén
- o perfiladora, se utiliza para la obtención de superficies llanas. La pieza continúa fija y el útil, que suele ser una cuchilla, tiene un movimiento de vaivén que en todos y cada ida come un poco a la pieza a trabajar, que cuenta con mecanismo de trinquete que avanza automáticamente la herramienta (cuchilla).
- , al revés de la perfiladora, en la cepilladora es la pieza la que se mueve. Permite realizar superficies lisas y diferentes cortes. Se pueden poner múltiples útiles a la vez para que trabajen simultáneamente.
- , son de varios tipos, de vaivén, circulares o bien de banda. Es la hoja de corte la que vira o bien se mueve y la pieza la que acerca a exactamente la misma.
No realizan arranque de viruta, dan forma al material mediante el corte o cizalla, el golpe para el doblado y la presión. Suelen utilizar losy matrices como útiles. Los procesos son muy rápidos y son máquinas de alto riesgo de accidente laboral.
1.2) No convencionales
- , las máquinas de electroerosión gastan el material mediante chispas eléctricas que vanpartes minúsculas del mismo. Hay dos tipos de máquinas de electroerosión: las de, que realizan agujeros de la forma del electrodo o bien desgaste superficiales con la forma inversa de la que tiene el electrodo, hace grabaciones; y las de hilo que, a través de la utilización de un hilodel que saltan las chispas que gastan el material, van cortando las pieza según convenga. En ambos casos durante todo el proceso, tanto el útil como la pieza están inmersos en un líquido no conductor.
- , se emplea un chorro dea gran temperatura ypara el corte del material.
- , en un caso así es un potente y precisoel que realiza el corteel material a suprimir.
- , haciendoun útil a velocidades, por encima de los 20.000y utilizando un material abrasivo y agua se van efectuando el mecanizado de la pieza por la fricción de las partículas abrasivas. Se utiliza para trabajar materiales muy duros como el, ely lasde.
2) Útiles y fluidos para el corte
Los útiles aplicados en las máquinas herramienta tiene una relevancia capital para el buen resultado del proceso a realizar. La calidad del material con el que están construidos así como el afilado de estos son factores determinantes para la precisión buscada y la duración del propio útil.
Una cuestión sobremanera esencial es la refrigeración de la operación. Para ello es necesario el prever un mecanismo que se encargue de refrigerar la zona de fricción. Esto se efectúa con un fluido llamadoque es una mezcla de aceite y agua.
La evolución del hombre y en particular de su tecnología se ha basado en la utilización de herramientas, éstas eran como la prolongación de las manos humanas. Las primeras máquinas herramientas que aparecieron fueron los tornos y los taladros, de entrada muy toscos y manuales. El movimiento se daba manual y directamente al útil o al material que se quería trabajar. El arco de violínfue ese primer embrión de máquina herramienta cuyo origen se pierde en el tiempo.
Enel avance permitió dejar las manos libres para el trabajo al poder imprimir el movimiento necesario con el pie mediante el artilugio de pedal y pértiga flexible.
Leonardo da Vinci, diseño de una máquina para fabricar lentes convexas.
A principios deltenía diseñadas tres máquinas fundamentales para el acuñado de monedas: la, lay lade balancín. Sus diseños servirían de orientación de cara al desarrollo de máquinas en el futuro. Por esta época se descubrió la combinación del pedal con un vástago y una biela para conseguir el movimiento rotativo, que rápidamente se aplicó a lasy poco más tarde a los tornos, a los que hubo que añadir un volante de inercia para poder eludir el efecto alto y bajoque generan los puntos fallecidos.
El torno va perfeccionándose y sobrese le añade el mandrily se empieza la mecanización de piezas de acero, entodavía no se había extendido esa actividad.
En, el matemático francés, enunció el principio de la, mas no se utilizaría para aplicaciones industriales hasta, año en el que Bramach patentaba enuna prensa hidráulica. Años después se utilizaría enpara el acuñado de moneda.
Los fabricantes de relojes de los siglos XVII y XVIII ya utilizaban tornos y roscadoras que les permitían conseguir muy buenas precisiones. Resalta el diseño de roscadora hecho poren.
2.1) El agua como fuente de movimiento
La rueda hidráulica que daba movimiento a los molinos y a los martillos pilones y fuelles de lasy herrerías desde el siglo XIV y a las barrenadoras, poco después pasó a ser la fuente de movimiento para los tornos y taladradoras que componían los talleres de los siglos XVII y XVIII, hasta la llegada de la máquina de vapor verdaderamente práctica que pudo ser construida por Watt merced a la mandriladora que John Wilkinson realizó enque lograba una tolerancia del " espesor de una moneda de seis peniques en un diámetro de 72 pulgadas", precisión suficiente para el ajuste de la máquina de Watt.
2.2) El vapor como fuente de movimiento, la Revolución
En elaparece la, siendo una de las causas de lay del perfeccionamiento de las máquinas-herramienta. La rueda hidráulica queda sustituida por la máquina de vapor y con ello el taller adquiere independencia en su ubicación. El movimiento se distribuye mediante poleas a todas y cada una las máquinas que lo componen, cosa que se había comenzado a efectuar con las ruedas hidráulicas. También se adquiere independencia del tiempo atmosférico, ya no se depende del caudal de los ríos.
A partir de este instante comenzaría un proceso que dura hasta nuestro día: la necesidad de diseñar máquinas precisas que permitan crear otras máquinas. Uno de los principales fabricantes de máquinas-herramienta de aquellos tiempos, el inglés, sería el primero en darse cuenta de esta necesidad. Fue él el que introdujo mejoras que garantizaron precisiones altísimas y robustez. La utilización de bancadas metálicas y las placas guía para los carros porta-herramientas y los husillos roscados-tuerca fueron el fundamento del aumento de precisión y confiabilidad.
Para poder querer la precisión de una máquina en un trabajo depreciando hay que tener la herramienta precisa para la realización de la medida. El paso importante lo dio enMaudslay, que 5 años antes había realizado el primer torno íntegro de metal con un husillo guía patrón, el aparato medidor era unal cual llamó El señor Cancillery podía medir hasta lade.
Durante elel desarrollo de la máquina herramienta sería tremendo. Los logros conseguidos por Maudslay fueron el comienzo de un sinfín de máquinas diferentes que daban respuesta a las necesidades de las diferentes industrias manufactureras y constructoras con el mecanizado de las piezas que precisaban para su actividad. Así pues ante, por ejemplo, la necesidad de planear planchas de hierro se construyó el primer cepillo puente. Los herederos técnicos de Maudslay,,y, son los artífices de esta evolución de creación. Roberts edifica el cepillo puente, Nasmyth, la primera limadora, y enelDietrich Uhlhöm realiza la prensa dede, gran avance en la fabricación de las mismas.
Las prensas se mejoran en la segunda mitad del siglo XIX, cuando enaparece la prensa de fricción, del francés Cheret, y tres años después la excéntrica de la casa Blis & Williamsde
Elnace con la. La necesidad de la producción de grandes cantidades de armamento que obligó a su fabricación en serie, llevó a Ely Whitney a fabricar la primera fresadora en, que 30 años después sería perfeccionada por el ingeniero Howe quien la dotaría de movimientos en los tres ejes, también desarrolla una fresadora copiadora.
J. R. Brown introduce elenconstituyendo un importante avance. La fresadora alcanza el máximo desarrollo encuando la casa Cincinnatideconstruye la fresadora universal, que incorpora por vez primera un carnero cilíndrico desplegable axialmente. Otro paso esencial, ya antes de la automatización por, fue la introducción del cabezal giratorio que deja trabajar en cualquier plano entre el horizontal y el vertical producida enpor el francés Huré.
El torno paralelo que desarrollóense ha mantenido vigente hasta la actualidad y solo sufrió la mejora de laintroducida en(Whitworth también desarrollo el estándar de rosca que lleva su nombre).
Ense introdujo las torretas revólver en los tornos naciendo así elque permite la realización de diferentes operaciones con un solo amarre de la pieza. Una variación de éstos fue la introducción del trabajo en barra continua. Paraya se habían desarrollado los tornos automáticos (que solventaban las grandes producciones de pequeñas piezas).
El liderazgo inglés en el desarrollo y fabricación de máquinas herramienta pasó a inicios del siglo XX a los estadounidenses.
El desarrollo de la herramienta va unido al de la propia máquina. Así pues ensalen las nuevas herramientas de, incrementando la capacidad de mecanizado y ense realizan muelas de esmeril artificiales que dejan substituir la obsoleta piedra.
El descubrimiento delenpor Taylor y White aumentó la velocidad de corte (la multiplicó por 3) y la capacidad de desprendimiento de viruta (por más de siete).
La fabricación de muelas desarrolla las rectificadoras, tanto cilíndricas como de superficie plana. El descubrimiento delenporque proporcionó la ocasión de desarrollar máquinas con grandes velocidades de corte, abriendo así la ocasión a la construcción de máquinas mucho más precisas y potentes que eran precisadas por la creciente industria automovilista.
Elsería el siglo del desarrollo industrial.
2.3) El siglo XX, el gran avance
El siglo XX debe dividirse en dos períodos distinguidos, el que va de principio de siglo a finales de lay desde ésta a fin de siglo. Los avances son muy, muy diferentes, al tiempo que en la primera parte se mantiene el ritmo de siglo XIX, que ya era alto, en la otra la tecnología avanza muy rápidamente, especialmente la electrónica, una nueva, la informática que permite, junto con el conocimiento de materiales, unos cambios que se pueden considerar como revolucionarios.
2.3.1) Hasta el final de la II Guerra Mundial
La electricidad como fuente de movimiento ya se había desarrollado a fines del XIX. En el XX los motores, deyocupan el sitio de los ingenios de vapor y son los encargados de activar las transmisiones generales de los talleres industriales.
Parase comienza a emplear tolerancias dey se universaliza elcomo aparato de medida de precisión. Laactúa como motor en el avance de las tecnologías de las máquinas herramientas y de medidas de precisión. Las exigencias de piezas intercambiables y de una precisión cada vez mayor hace que se generen avances importantes, como el de la punteadora vertical con mesa de coordenadas polares desarrollada por el suizo Perrenond Jacot que consigue precisiones hasta ese momento inimaginables.
La incorporación de diferentes, como los cabezales de, losde bolas o losde bolas hacen que se genere un considerable incremento de la productividad en toda la industria, en especial en la del automóvil.
Los avances en materiales, fundamental para la fabricación de las herramientas de corte, padece un importante aporte encon la aparición de la, presentada en la feria de() por la compañía.
Los sistemas de movimientos y de control se van complicando y mejorando con incorporación de motores eléctricos locales, incluso para los diferentes ejes de una misma máquina, controles,y eléctricos.
En los añosse desarrolla el término de unidades autónomas de mecanizadoy con él el de la trasferencia de pieza a mecanizary la unión de ambos da como resultado la que es un conjunto de unidades autónomas.
2.3.2) La segunda mitad del siglo XX
Primera máquina de electroerosión desarrollada por ONA. Museo de la Máquina Herramienta de Elgoibar.
Enel matrimonio de científicosdescubre y construye las primeras máquinas de electroerosión que se desarrollan a partir dey especialmente decuando los estadounidenses consiguen efectuar máquinas similares. La electroerosión tendría otro avance espectacular al contar con las tecnologías electrónicas de control de finales de siglo y desarrollarse la electroerosión por hilo.
Enya se comienzan a desarrollar los primeros controles electrónicos para fresadoras. Después de una investigación protagonizada por else consigue realizar un prototipo y presentarlo en(se programaba mediante cinta perforada y la máquina podía efectuar movimientos simultáneos ordenados en los tres ejes).
El desarrollo de lapermite realizar, para principios de la década de los, controles electrónicos. Nace el concepto deque se generaliza en los años ochenta y se beneficia del nacimiento y avances de la.
Con el control numérico y su extensión a todo género de máquinas nace el término de, que es una máquina que es capaz de efectuar las funciones de otras de diferente tipo, tornea, fresa, mandrina, taladra. Tiene un almacén de herramientas y es capaz de posicionar la pieza a mecanizar en las diferente situaciones necesarias y en las diferentes colocaciones. Todo ello con un control centralizado.
Las máquinas han ganado en simplicidad mecánica, primero, y en electrónica, después, al pasar los elementos de control de mecanismos mecánicos a eléctricos o bien electrónicos, primero, y a programación, después. Como en el caso de la informática, eles reemplazado por el.
La unión de máquinas individuales con elementos de transporte y colocación de las piezas, comoo pórticos, todos ellos controlados desde un sistema de control central y coordinado crean. A la integración de la mecánica y la electrónica se le ha dado en llamar.
Junto al avance de los sistemas de control se ha desarrollado otro, mucho más sigiloso, en referencia a los materiales de construcción de las propias máquinas, desarrollándoseyde dureza y flexibilidad excelentes y sistemas de motores planos que dejan mejores rendimientos en los movimientos de las piezas y herramientas.
En cuanto a las herramientas, los progresos eny en los estudios de las formas geométricas han influido en un notable rendimiento de las herramientas de corte que ha mejorado ostensiblemente el trabajo realizado.
En España tiene una gran tradición en la provincia de, concretamente en las localidades delydestacando la de. En esta hay un museo dedicado a este arte. y una Escuela formativa
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Back to top4) Enlaces externos
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