Tema XVI

Esmeril y abrasivos


Generalidades 

Los trabajos de manufactura realizados por medio de piedras de esmeril pueden ser:

  1. Desbaste
  2. Afilado
  3. Terminado
  4. Corte

Los esmeriles son conocidos también como muelas y se componen de granos abrasivos y de un material aglutinante que los mantiene unidos.

Existen varias clases de material abrasivo:

Material abrasivo

Nombre de los materiales

Natural

Corundum, esmeril y cuarzo

Artificiales

Electrocorumdum, corindon artificial, carborundum (carburo de silicio)

Los granos abrasivos en los esmeriles pueden tener diferentes tamaños. Cuando el grano es muy grueso se tiene gran rendimiento pero las superficies resultantes son ásperas. Con grano fino se tienen rendimientos reducidos en cantidad de viruta desprendida pero con superficies con acabados de calidad.

Los aglutinantes pueden ser minerales o vegetales. Los minerales son por lo regular de magnesita que endurecen con el aire, como son sensibles a la humedad las muelas con estos aglutinantes sólo pueden ser operadas en seco. También como aglutinantes minerales se manejan los que tienen como base a los silicatos, los que sí pueden trabajar en húmedo.

Los aglutinantes vegetales se componen de caucho, goma laca, o bakelita, son tenaces y elásticos pueden emplearse en muelas que se vayan a utilizar con altas temperaturas.

La dureza de las muelas se refiere a la dureza de los aglutinantes. Las muelas duras son porque el aglutinante es muy duro y las blandas por que su aglutinante es blando. Las muelas blandas se utilizan para materiales duros y las duras para materiales blandos.

Las muelas tienen tres designaciones

 

  1. Designación de su granulado la que se indica con números que van desde el 8 hasta el 600.

    muy basto

    8 a 10

    fino

    70 a 120

    basto

    12 a 24

    muy fino

    150 a 240

    medio

    30 a 60

    pulveruliento

    280 a 600

    Los números se refieren a la malla del material abrasivo

  2. Designación de la dureza de las muelas, la que se indica por medio de letras.

    Muy blanda

    E,F,G

    Dura

    P,Q,R,S

    Blanda

    K,I,J,K

    Muy dura

    T,U,V,W

    Media

    L,M,N,O

    Durísima

    X,Y,Z

     

  3. Designación de la estructura. Se considera como estructura a la porosidad de la muela; compacta, media o porosa, se representa por medio de números romanos.

Compacta I, II, III

Media IV, V, VI

Porosa VII, VIII, IX

 

Con las designaciones anteriores se pueden interpretar algunas de las normas para la elección de muelas (ejemplo extracto de las normas DIN 69102).

Tipo de esmerilado

Material

Diámetro hasta 300mm

Diámetro de 350 a 450mm

Diámetro de 450 a 600mm

Exterior

Acero templado

60 L

50 L

46 L

 

Acero sin templar

60 M

50 M

46 M

 

Fundición gris

60 I

50 J

46 J

 

 

Diámetro hasta 16mm

Diámetro de 16 a 36mm

Diámetro de 36 a 80mm

Interior

Acero templado

80 L

60 K

46 J

 

Acero sin templar

80 M

60 L

46 J

 

Fundición gris

80K

60 J

46 I

 

 

Muela plana hasta 200mm

Muela de vaso hasta de 200mm

Muela de segmentos

Plano

Acero templado

46 J

36 J

30 J

 

Acero sin templar

46 K

46 K

24 K

 

Fundición gris

46 I

46 I

30 J

 

Cálculo de la producción en las muelas    

Como en todas las máquinas herramienta las muelas utilizan una velocidad de corte, la cual también es conocida como velocidad periférica de la muela. Su calculo se logra por medio de la siguiente fórmula:

Vs = (p D n)/ (1000 x 60)

En donde

n = número de revoluciones de la muela

D = diámetro de la muela en mm

Vs = velocidad periférica de la muela o velocidad de corte en m/s

Por lo regular las Vs se encuentran en las tablas de los fabricantes de piedras de esmeril, como se muestra a continuación para afilado y desbarbado:

Tipo de esmerilado

Material

Velocidad de corte m/s

Aglutinante

Afilado de herramientas

Acero de herramientas

15 a 25

Cerámico vegetal

Afilado de herramientas

Acero rápido

15 a 25

Cerámico vegetal

Afilado de herramientas

Metales duros

25 a 45

Cerámico vegetal

Desbarbado o limpieza a mano

Metal ligero

15

Cerámico

Desbarbado o limpieza a mano

Fundición gris o bronce

25

Cerámico

Desbarbado o limpieza a mano

Acero o fundición maleable

30

Cerámico

La penetración o profundidad por pasada es de:

Desbastado: 0.01 a 0.03 mm

Afinado: 0.0025 a 0.005 mm

 

Tabla de velocidad periférica cuando la pieza se mueve (m/s)

Material

Terminado

Esmerilado cilíndrico

Esmerilado interior

Acero blando

Desbastado

12 a 15

16 a21

Acero blando

afinado

9 a12

No

Acero templado

Desbastado

14 a 16

No

Acero templado

afinado

9 a 12

18 a 23

Fundición gris

Desbastado

12 a 15

No

Fundición gris

afinado

9 a 12

18 a 23

Latón

Desbastado

18 a 20

No

Latón

afinado

14 a 16

25 a 30

Aluminio

Desbastado

40 a 50

No

Aluminio

afinado

28 a 35

32 a 35

 

Avance lateral por revolución de la pieza en fracciones de la anchura de la pieza

Material

Acabado

Esmerilado cilíndrico

Esmerilado interior

Acero

Desbastado

2/3 a 3/4

1/2 a 3/4

 

Afinado

1/4 a 1/3

1/5 a 1/4

Fundición gris

Desbastado

3/4 a 5/6

2/3 a 3/4

 

Afinado

1/3 a 1/2

1/4 a 1/3

 

Cálculo del tiempo principal del esmerilado

Para trabajo en una carrera simple

Tp = (L x i)/(s x Nw)

Para trabajo en dobles carreras

Tp = (2 x L x i)/(s x Nw)

 

En donde:

L es la longitud de la pieza a esmerilar

i es el número de cortes o pasadas

(i = Exceso para el rectificado/Profundidad de la pasada)

s es el avance en mm por cada revolución de la pieza

Nw número de revoluciones de la pieza por minuto

 

Máquina de esmerilar automática

Bibliografía 

Título/Autor/editorial  IX

Páginas

Procesos de Manufactura, versión Si, de B. H. Amstead. P Ostwald y M. Begeman. Compañía Editorial Continental.

681 a 714

Procesos básicos de manufactura, de H. C. Kazanas, genn E. Backer, Thomas Gregor. Mc Graw Hill

241 a 244

Ingeniería de Manufactura, de U. Scharer, J. A. Rico, J. Cruz, et al. Companía Editorial Continental

349 a 368

Principios de Ingeniería de Manufactura, de Stewart C. Black, Vic Chiles et al. de la Compañía Editorial Mexicana

373 a 398

Operación de máquinas herramientas, de Krar, Oswald, St. Amand. Mc Graw Hill

381 a 411

Materiales y procesos de manufactura para ingenieros, de lawrence E. Doyle et al. Prentice Hall

771 a 823

Alrededor de las Máquinas-Herramientas, de Heinrich Gerling, editorial Reverté.

163 a 183

 

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