La rectificadora cilíndrica es un tipo de máquina rectificadora que se utiliza para dar forma al exterior de un objeto. La rectificadora cilíndrica puede trabajar con una variedad de formas, sin embargo, el objeto debe tener un eje central de rotación. Esto incluye, entre otras, formas como un cilindro , una elipse , una leva o un cigüeñal . [1]
El rectificado cilíndrico se define por tener cuatro acciones esenciales:
Si bien la mayoría de las amoladoras cilíndricas emplean los cuatro movimientos, hay amoladoras que solo emplean tres de las cuatro acciones. [1] [2]
Los orígenes de la rectificadora cilíndrica, al igual que el de todas las demás máquinas herramienta modernas, se remontan a la experimentación e invención de John Wilkinson y, posteriormente, de Henry Maudslay, quienes construyeron la primera mandrinadora horizontal y el primer torno a motor , respectivamente. La rectificadora cilíndrica debe gran parte de su desarrollo al inicio de la Revolución Industrial , en particular a la llegada de una producción de acero fiable y barata y, posteriormente, a la mejora de la muela abrasiva . [1] La base de la rectificadora cilíndrica moderna fue construida por primera vez en la década de 1830 por dos hombres que trabajaban de forma independiente, Jonathan Bridges y James Wheaton. No está claro quién fue el primero en producir la máquina, pero ambos están estrechamente vinculados a la primera aparición histórica de la herramienta moderna. Pasaron otros 40 años antes de que se produjeran nuevas mejoras y refinamientos de la herramienta. [3]
La empresa Brown & Sharpe de Providence, Rhode Island, fue una de las primeras constructoras de la máquina de coser Willcox & Gibbs, una de las primeras piezas de maquinaria de precisión que se utilizó en un entorno residencial. Joseph Brown creía que el eje y las barras de agujas de la máquina de coser debían fabricarse con acero para herramientas endurecido. Fue este deseo lo que los llevó a experimentar con la construcción de una rectificadora cilíndrica. El primer intento fue simplemente un pequeño torno con una muela de rectificar montada en él. Los intentos posteriores dieron lugar a la rectificadora cilíndrica que se exhibió en la Exposición del Centenario de 1876 y a la posterior patente. [1] [3]
Es importante señalar que no se puede atribuir a Brown & Sharpe el mérito exclusivo de ser pionero en los avances en el rectificado cilíndrico. En 1860, un hombre de Waltham (Massachusetts) llamado Ambrose Webster había creado una pequeña rectificadora que contenía todas las mejoras que Brown & Sharpe afirmaba que eran su propia invención original. Más aún, el énfasis en la precisión, la exactitud y la fiabilidad fue defendido por Charles Norton . [4]
Norton era un empleado de Brown & Sharpe que abandonó la empresa con el deseo de seguir adelante con su creencia de que la rectificadora cilíndrica no es simplemente una herramienta de acabado, sino que podría ser un elemento básico del taller de máquinas. Fundó la Norton Grinding Company , donde continuó mejorando la rectificadora cilíndrica para utilizar valores de rpm más rápidos y tolerancias de rectificado más precisas. Se le reconoció su trabajo el 18 de abril de 1925, cuando ganó la medalla y el premio John Scott por su invención de "dispositivos de rectificado precisos de alta potencia". Estos estándares desarrollados por Norton fueron el status quo hasta aproximadamente mediados del siglo XX. [4]
El resto de la innovación tecnológica aplicable a la rectificadora cilíndrica es casi idéntica y enredada en cierto sentido con el resto de máquinas herramienta. La innovación de los últimos 70 años se puede caracterizar por tres olas de cambio. [5] La primera ola fue la creación del control numérico por John T. Parsons en la década de 1940. La Fuerza Aérea de los EE. UU., en busca de un medio más rápido, más barato y más eficiente de producción de piezas y herramientas para aviones, jugó un papel importante en el desarrollo del control numérico tanto política como financieramente. La primera implementación del control numérico en las máquinas herramienta ocurrió en la década de 1950 y continuó durante la década de 1960. [5] La segunda ola de innovación, que ocurrió durante las décadas de 1970 y 1980, está marcada por la demanda masiva de microcomputadoras para ser utilizadas para dirigir el control numérico. [5] La unión de las computadoras marcó el nacimiento del control numérico por computadora que una vez más revolucionó la capacidad de la rectificadora cilíndrica. Ahora la máquina podía recibir instrucciones de un ordenador que le daba direcciones precisas sobre cada dimensión y medida imaginable necesaria para producir el producto deseado. Este era un entorno de trabajo completamente diferente en comparación con la producción de mediados de siglo, donde un trabajador tenía que indicar a la máquina en cada punto cómo manipular el trabajo. La tercera ola de cambio llegó en la década de 1990 con la llegada del ordenador personal . La integración del CNC y el PC en un sistema dinámico permitió un control aún mayor del proceso de fabricación que requería poca o ninguna supervisión humana. [5]
Hay cinco tipos diferentes de rectificado cilíndrico: rectificado de diámetro exterior (OD), rectificado de diámetro interior (ID), rectificado de inmersión, rectificado de avance lento y rectificado sin centro. [6]
El rectificado OD es el rectificado que se realiza en la superficie externa de un objeto entre los centros. Los centros son unidades finales con una punta que permiten girar el objeto. La muela de rectificado también gira en la misma dirección cuando entra en contacto con el objeto. Esto significa que las dos superficies se moverán en direcciones opuestas cuando se produzca el contacto, lo que permite un funcionamiento más suave y menos posibilidades de que se produzcan atascos. [7]
El rectificado de diámetro interior es el rectificado que se realiza en el interior de un objeto. La muela de rectificado siempre es más pequeña que el ancho del orificio que se está rectificando. El objeto se mantiene en su lugar mediante una pinza , que también hace girar el objeto en su lugar. Al igual que con el rectificado de diámetro exterior, la muela de rectificado y el objeto giran en direcciones opuestas, lo que da lugar a un contacto de dirección invertida de las dos superficies donde se produce el rectificado. [7] Véase también Rectificado de diámetro interior.
Una forma de rectificado OD, sin embargo la principal diferencia es que la muela de rectificado hace contacto continuo con un solo punto del objeto en lugar de atravesarlo. [8] [6]
El avance lento es una forma de rectificado en la que se elimina toda la profundidad de corte en una sola pasada de la muela. El funcionamiento exitoso de esta técnica puede reducir el tiempo de fabricación en un 50 %, pero a menudo la rectificadora que se utiliza debe estar diseñada específicamente para este propósito. Esta forma se da tanto en el rectificado cilíndrico como en el de superficies . [6]
El rectificado sin centros es una forma de rectificado en la que no hay pinza ni par de centros que sujeten el objeto en su lugar. En su lugar, hay una rueda reguladora colocada en el lado opuesto del objeto a la rueda de rectificado. Un soporte de pieza mantiene el objeto a la altura adecuada, pero no tiene relación con su velocidad de rotación. La hoja de trabajo está ligeramente inclinada hacia la rueda reguladora, con la línea central de la pieza de trabajo por encima de las líneas centrales de la rueda reguladora y la rueda de rectificado; esto significa que los puntos altos no tienden a generar puntos bajos opuestos correspondientes y, por lo tanto, se puede mejorar la redondez de las piezas. El rectificado sin centros es mucho más fácil de combinar con procedimientos de carga automática que el rectificado centrado; el rectificado de avance directo, en el que la rueda reguladora se mantiene en un ligero ángulo con respecto a la pieza para que haya una fuerza que alimente la pieza a través de la rectificadora, es particularmente eficiente. [9]
Existen tres formas básicas en las que un operador puede interactuar con una rectificadora cilíndrica: mediante la manipulación manual de la máquina, mediante control numérico con un sistema de tarjetas perforadas o mediante el uso de un control numérico por computadora utilizando una interfaz preexistente diseñada para esa máquina o mediante el uso de una PC como interfaz para comunicarse con la rectificadora. Las dos primeras opciones rara vez se utilizan en la actualidad. Las rectificadoras cilíndricas operadas por CNC son los sistemas tecnológicamente más avanzados, eficientes y confiables en la industria manufacturera. [7]
Las rectificadoras cilíndricas, máquinas versátiles y precisas, se emplean en diversas industrias para una amplia gama de aplicaciones debido a su capacidad para lograr acabados finos y tolerancias ajustadas en superficies cilíndricas. Estas aplicaciones incluyen:
Las rectificadoras cilíndricas se adaptan a diversos materiales y pueden manejar diferentes formas cilíndricas, lo que resulta indispensable en industrias que requieren un rectificado de alta precisión.