Enfriar la zona de corte, reduciendo la temperatura de la pieza, la distorsión y mejorando la
vida de la herramienta.
Arrastrar lejos la viruta de la zona de corte.
Proteger la reciente superficie mecanizada de la corrosión ambiental.
La efectividad de un lubricante depende de varios factores, como el método de aplicación,
temperatura, velocidad de corte y tipo de operación entre otras. Por lo que ya se sabe la temperatura
aumenta al aumentar la velocidad de corte, por lo que en la zona de corte se necesita un mayor
enfriamiento a mayor velocidad de corte. El agua es un excelente refrigerante, pero es poco
lubricante.
La severidad es definida como la magnitud de las temperaturas y fuerzas encontradas, la
tendencia y la facilidad con que la viruta se deposita en la zona de corte. A mayor severidad se
deberá tener una mayor efectividad del lubricante.
Existen situaciones en las que el uso de lubricantes es indispensable. En procesos
ininterrumpidos como el fresado, el enfriamiento producido por el lubricante incrementa la duración
del ciclo térmico que esta sometida la herramienta. Esta condición puede llevar a la fatiga térmica del
herramental.
1.3.1. Tipos de lubricantes
Existen generalmente cuatro tipos de lubricantes comúnmente utilizados en las operaciones
de mecanizado:
Aceites
Emulsiones
Semisintéticos
Sintéticos.
1.3.2. Selección de lubricantes
Para la selección de lubricantes para un proceso en particular y para un material de una pieza
es necesaria la consideración de varios factores:
El proceso de fabricación en particular
Compatibilidad del lubricante con la pieza y herramientas
Requerimientos para la preparación de la superficie
Método de aplicación del lubricante
Remoción del lubricante luego del proceso
Contaminación del lubricante por otros lubricantes, como aquellos utilizados para lubricar la
maquinaria
Tratamiento del lubricante de desecho
Almacenamiento y mantenimiento del lubricante
Consideraciones biológicas y ecológicas
Costos de todos estos aspectos
Las diferentes funciones de los fluidos, sean principalmente para lubricación o refrigeración,
debe ser tenido en cuenta. Los fluidos de base acuosa son muy efectivos refrigerantes, pero como
lubricantes son mucho más efectivos los aceites.
Los fluidos no deben manchar o corroer las piezas o los equipos. Deben ser chequeados
periódicamente para observar el deterioro que sufren a causa del crecimiento de bacterias,
acumulación de óxidos, viruta, etc.
1.4. Origen del control numérico
Las máquinas primitivas, en sus comienzos, dependían enteramente del control manual de
cada función. Con frecuencia, se dependía de los músculos del hombre para hacer funcionar el
mecanismo de movimiento así como para hacer avanzar la herramienta. En la Figura 1.6. se muestra
una máquina completamente manual, es uno de los primeros modelos de tornos que utilizaban un
pedal para el suministro de la fuerza, dejando libres las manos del operario para hacer funcionar,
detener y operar los avances longitudinales y transversales, y otras funciones.
Los controles de las máquinas se dividen en cuatro categorías:
1.
Control manual completo
2.
Control cíclico, tanto automático como semiautomático
3.
Control seguidor o duplicador
4.
Control por mando preprogramado
Para la primera categoría, la secuencia de una máquina típica accionada manualmente debe
ser como sigue:
a.
Poner en marcha el husillo
b.
Conectar el refrigerante
c.
Posicionar la herramienta
d.
Hacer avanzar la herramienta a la profundidad de corte
e.
Poner en marcha la carrera de corte transversal
f.
Detener esta ultima al completar el corte
g.
Retirar la herramienta
h.
Desconectar el refrigerante
i.
Parar el husillo
Figura 1.6. Torno histórico con operación completamente manual. La fuerza la proporciona el
operario por medio de un pedal y controlaba a mano las funciones de corte.
En este caso el operario realmente controla cada función y toma todas las decisiones en
cuanto a velocidades, avances, profundidad y longitud del corte, y tiempo de la secuencia.
En la segunda categoría se diseñaron los controles de las máquinas de manera que se pueda
colocar un ciclo de corte predeterminado por medio de levas, topes mecánicos o interruptores
eléctricos de límite. En este caso el operario pone en funcionamiento el ciclo y la máquina posiciona
la herramienta, hace el avance a la profundidad preparada, recorre la carrera de corte, retira la
herramienta, regresa a la posición inicial y detiene el funcionamiento.
La tercera categoría proporciona controles para contornos complejos, tanto en dos como en
tres dimensiones, se los nombra controles seguidores o duplicadores. Es necesario poseer un patrón.
La cuarta categoría de controles cubre las máquinas que han sido diseñadas para ser
controladas por medio de señales o mandatos de una fuente preprogramada. La información para las
órdenes de mando se coloca en las máquinas en muchas formas, por ejemplo:
Tarjetas perforadas
Cintas magnéticas
Cintas de papel perforado
Figura 1.7. Teclado perforador y perforador de cinta manual.
Figura 1.8. Colocación de la cinta en la unidad lectora de la máquina-herramienta.
1.4.1. Motivos para el reemplazo del hombre
Todas las informaciones necesarias para la construcción de una pieza están indicadas en el
plano, pero estas no se encuentran en un lenguaje comprensible para la máquina. Por lo que es
necesaria la intervención del hombre (operador) para leer el plano, interpretarlo, memorizarlo y
transmitirlo a la máquina, convirtiéndose el operador en un “convertidor de informaciones”. Creándose
así el siguiente flujo:
PLANO
OPERADOR
MÁQUINA
Este flujo de información es discontinuo ya que el hombre debe siempre relevar del plano las
informaciones antes de comunicarlas a la máquina. Al ser mayor el número y dificultosa la
información, más discontinuo es el proceso, lo cual también trae la posibilidad de que el operador se
confunda. Para ello se pensó en la utilización de dispositivos programadores que memorizaran todas
las informaciones necesarias.
Con el objeto de relevar al operador de la tarea de “traductor” de informaciones, se estudiaron
los sistemas de programación. Con ellos se pueden construir máquinas especiales con una o varias
estaciones de trabajo, son muy eficientes y operan automáticamente bajo simple supervisión del
operario, pero presentan dos graves inconvenientes: son costosas y rígidas. Una máquina especial es
proyectada y construida en función de una cierta pieza que debería construirse de esa forma durante
un tiempo prolongado. Si la pieza es modificada, se deberá aportar costosas modificaciones a la
máquina o parte de ella, corriendo el riesgo de inutilizarla. Por este motivo son utilizadas solamente
en las muy grandes series de piezas que no tendrán cambios en sus diseños.
El avance de la industria electrónica debilitó al sistema hombre-traductor por los siguientes
factores del operario:
Extenso tiempo de entrenamiento
Se distrae con facilidad
La ejecución del trabajo depende de la condición física y mental
La eficiencia es inversamente proporcional al tiempo de ocupación del operario
Velocidad de operatividad limitada
La máquina-herramienta juega un rol fundamental en el desarrollo tecnológico del mundo
hasta el punto que no es una exageración decir que la tasa del desarrollo de máquinas-herramientas
gobierna directamente la tasa del desarrollo industrial.
Maquinarias de todo tipo se logró concebir y realizar mediante la utilización de las máquinas-
herramientas, pero no podían ser comercializadas por no existir los medios adecuados para su
construcción industrial. Para lo que era necesario realizar operaciones de fresado, alesado y
perforado, lo cual se obtendría una gran eficiencia si estas máquinas-herramientas se encontraran
agrupadas, y mayor aún seria la eficiencia si todas estas operaciones se podrían realizar en una sola
máquina.
Todas estas necesidades, mejoras introducidas por la aparición de las máquinas-
herramientas y los nuevos requisitos que se sumaban día a día forzaron al reemplazo del operador-
hombre. Así se comenzó con la introducción del control numérico en los procesos de fabricación,
impuesto por varias razones:
Necesidad de fabricar productos que no se podían conseguir en cantidad y calidad suficientes sin
recurrir a la automatización del proceso de fabricación
Necesidad de obtener productos hasta entonces imposibles o muy difíciles de fabricar por ser
excesivamente complejos para ser controlados por un operador humano
Necesidad de fabricar productos a precios suficientemente bajos
El factor inicial predominante que condicionó toda automatización fue el aumento de
productividad. Posteriormente, debido a las nuevas necesidades de la industria aparecieron otros
factores no menos importantes como la precisión, la rapidez y la flexibilidad. Finalmente, se redujeron
los costos de desarrollo, adaptación, puesta en marcha, formación, documentación y mantenimiento.
Las máquinas-herramientas de control numérico configuran una tecnología de fabricación que
de la mano de la microelectrónica, la automatización y la informática industrial ha experimentado en
los últimos años un desarrollo acelerado y una plena incorporación a los procesos productivos,
desplazando progresivamente primero al hombre y luego a las máquinas convencionales, su
capacidad de trabajo automático y de integración de los distintos equipos entre sí y con los sistemas
de control, planificación y gestión de formación, hacen del control numérico (CN) la base de apoyo a
unas tecnologías de fabricación: el COM, fabricación flexible y el CIM, fabricación integrado por
computadora.
1.4.2. Nace el control numérico
La industria metalmecánica cambió drásticamente durante la Segunda Guerra Mundial (1939-
1945). Los ambiciosos proyectos misilísticos y la industria aérea (de la Fuerza Aérea norteamericana)
comenzaron a requerir la manufactura de piezas complicadas y exactas.
Mister Wong
Portal para Investigadores y Profesionales
