La amoladora cilíndrica es un tipo de máquina rectificadora que se utiliza para dar forma al exterior de un objeto. La amoladora cilíndrica puede trabajar en una variedad de formas, sin embargo el objeto debe tener un eje de rotación central. Esto incluye, entre otras, formas tales como un cilindro , una elipse , una leva o un cigüeñal . [1]
Se define que el rectificado cilíndrico tiene cuatro acciones esenciales:
Si bien la mayoría de amoladoras cilíndricas emplean los cuatro movimientos, hay amoladoras que solo emplean tres de las cuatro acciones. [1] [2]
Los orígenes de la amoladora cilíndrica, como ocurre con todas las demás máquinas herramienta modernas, se derivan de la experimentación y la invención de John Wilkinson y más tarde de Henry Maudslay, quienes construyeron la primera máquina perforadora horizontal y el primer torno de motor , respectivamente. La amoladora cilíndrica debe gran parte de su desarrollo desde el inicio de la Revolución Industrial , particularmente al advenimiento de una producción de acero confiable y económica y, más tarde, a la mejora de la muela abrasiva . [1] La base de la trituradora 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 qué hombre produjo por primera vez la máquina, pero ambos están estrechamente relacionados con la primera aparición histórica de la herramienta moderna. Pasaron otros 40 años antes de que se produjeran más mejoras y perfeccionamientos de la herramienta. [3]
La empresa Brown & Sharpe en 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 estar fabricados con acero para herramientas endurecido. Fue este deseo el que los llevó a experimentar con la construcción de una trituradora cilíndrica. El primer intento fue simplemente un pequeño torno con una muela montada. Intentos posteriores llevaron a la amoladora cilíndrica expuesta en la Exposición del Centenario de 1876 y a la patente posterior. [1] [3]
Es importante señalar que no se puede atribuir a Brown & Sharpe el crédito exclusivo por los avances pioneros en el rectificado cilíndrico. Ambrose Webster, un hombre de Waltham, Massachusetts, había creado una pequeña máquina rectificadora en 1860 que contenía todas las mejoras que Brown & Sharpe afirmaba que eran su propia invención original. Más aún, Charles Norton defendió el énfasis en la precisión, la exactitud y la confiabilidad . [4]
Norton era un empleado de Brown & Sharpe que renunció a 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 mecánico. Fundó Norton Grinder Company , donde continuó mejorando la amoladora cilíndrica para utilizar valores de rpm más rápidos y tolerancias de molienda más precisas. Fue reconocido por su trabajo el 18 de abril de 1925 cuando ganó la medalla y el premio John Scott por su invención de "dispositivos de molienda precisos y de alta potencia". Estos estándares desarrollados por Norton fueron el status quo hasta aproximadamente mediados del siglo XX. [4]
El resto de innovación tecnológica aplicable a la rectificadora cilíndrica es casi idéntica y entrelazada, en cierto sentido, al resto de máquinas herramienta. La innovación de los últimos 70 años puede caracterizarse 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 para la producción de piezas y herramientas para aviones, jugó un papel importante en el desarrollo de NC tanto política como financieramente. La primera implementación de NC en máquinas herramienta ocurrió en la década de 1950 y continuó durante la década de 1960. [5] La segunda ola de innovación, que se produjo durante las décadas de 1970 y 1980, está marcada por la demanda masiva de microcomputadoras que se utilizarán para dirigir NC. [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 una computadora que le daría instrucciones precisas sobre cada dimensión imaginable y medida 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 dirigir la máquina en cada punto sobre cómo manipular el trabajo. La tercera ola de cambios se produjo en la década de 1990 con la llegada de la computadora personal . La integración del CNC y la PC en un sistema dinámico permitió un control aún mayor del proceso de fabricación que requirió poca o ninguna supervisión humana. [5]
Hay cinco tipos diferentes de rectificado cilíndrico: rectificado de diámetro exterior (OD), rectificado de diámetro interior (ID), rectificado por inmersión, rectificado con avance lento y rectificado sin centros. [6]
El rectificado OD es el rectificado que se produce en la superficie externa de un objeto entre los centros. Los centros son unidades finales con un punto que permiten girar el objeto. La muela también gira en la misma dirección cuando entra en contacto con el objeto. Esto significa efectivamente que las dos superficies se moverán en direcciones opuestas cuando se haga contacto, lo que permite un funcionamiento más suave y menos posibilidades de atasco. [7]
El rectificado de ID es el rectificado que se produce en el interior de un objeto. La muela abrasiva siempre es más pequeña que el ancho del agujero que se está rectificando. El objeto se mantiene en su lugar mediante una pinza , que también lo hace girar en su lugar. Al igual que con el rectificado de diámetro exterior, la muela abrasiva y el objeto giran en direcciones opuestas, lo que genera un contacto en dirección inversa de las dos superficies donde se produce el rectificado. [7] Véase también Rectificado de ID.
Es una forma de rectificado OD; sin embargo, la principal diferencia es que la muela hace contacto continuo con un único punto del objeto en lugar de atravesarlo. [8] [6]
Creep Feed es una forma de rectificado en la que se elimina una profundidad total de corte en una sola pasada del disco. La operación exitosa de esta técnica puede reducir el tiempo de fabricación en un 50%, pero a menudo la máquina rectificadora que se utiliza debe diseñarse específicamente para este propósito. Esta forma se presenta tanto en el rectificado cilíndrico como en el rectificado superficial . [6]
El rectificado sin centros es una forma de rectificado en la que no hay un collar o un par de centros que mantengan el objeto en su lugar. En su lugar, hay una muela reguladora colocada en el lado opuesto del objeto a la muela abrasiva. Un soporte de trabajo mantiene el objeto a la altura adecuada pero no influye en su velocidad de rotación. La hoja de trabajo está ligeramente inclinada hacia la muela reguladora, con la línea central de la pieza de trabajo por encima de las líneas centrales de la muela reguladora y abrasiva; esto significa que los puntos altos no tienden a generar puntos bajos opuestos correspondientes y, por 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 por avance, donde la muela 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 amoladora, es particularmente eficiente. [9]
Hay tres formas básicas en las que un operador puede interactuar con una amoladora cilíndrica. Ya sea manipulación manual de la máquina, Control Numérico con un sistema de tarjeta perforada o usando Control Numérico por Computadora usando una interfaz preexistente diseñada para esa máquina o usando una PC como interfaz para comunicarse con la amoladora. Las dos primeras opciones rara vez se utilizan hoy en día. Las rectificadoras cilíndricas operadas por CNC son los sistemas tecnológicamente más avanzados, eficientes y confiables de la industria manufacturera. [7]
Las rectificadoras cilíndricas, máquinas versátiles y precisas, se emplean en diversas industrias para una variedad 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.