Cálculo y diseño de una máquina rectificadora de superficies

Abstract

El presente estudio corresponde a una máquina rectificadora de superficies con especial aplicación al afilado de cuchillas planas de guillotina para cortar papel. La longitud de estas cuchillas supera muchas veces los dos metros y el máximo error permisible en el rectificado no de be superar 0.005 mm por metro lineal. Además, estas cuchillas son bimetálicas: cuerpo de acero dulce y filo de acero diamante (especificación italiana que corresponde a un acero al cromo-vanadio). Debiendo terminar en ángulo vivo un extremo de la superficie a rectificarse, precisamente el bimetálico, el trabajo presenta múltiples problemas tanto para la máquina propiamente dicha como para la muela de amolar. La rectificación se ejecuta con la cuchilla sumergida en liquido refrigerante o por lo menos con profusión de él. Todo exceso de presión de la muela sobre la cuchilla produce un recalentamiento de la misma en la parte en que el material es más delgado y que corresponde al acero diamante, material muy sensible á variaciones de temperaturas altas y que fácilmente se vuelve vidrioso presentando entonces la cuchilla los siguientes inconvenientes: 1. irregularidades en el filo de corte, visible con lente de aumento y que dejan estrías en el papel. 2. Rotura del filo en forma longitudinal, de poca profundidad. 3. Rotura del filo en forma de media luna con profundidad mayor de la anterior. En orden de gravedad, en los dos últimos casos la cuchilla para que sea rehabilitada requiere eliminar todo el material afectado, con la correspondiente pérdida de tiempo para la máquina y de valor y duración para la cuchilla, si se considera que en cada rectificada del filo de corte no debe consumirse más de 0.3 mm de material. En el primer caso basta con repasar la superficie rectificada sin avance en profundidad de la muela hasta hacer desaparecer casi por completo las estrías. Igualmente debe evitarse en lo posible toda vibración de la máquina y de la muela pues éstas producen heridas trans versales en el acero diamante que impiden obtener un filo durable de corte. Si las heridas están muy cercanas y son profundas entonces la cuchilla queda inutilizada y sin posible reparación. El hecho que esta cuchilla es bimetálica multiplica los problemas y dificulta su solución pues cada uno de los dos metales, dos calidades diferentes de acero, tienen sus pro píos índices moleculares, de dureza y de reacción térmica. Por lo anterior se deduce que la máquina objeto del presen te estudio es una máquina de suma precisión y solamente su realización con posteriores y adicionales pruebas podrán consentir obtener de ella la alta precisión requerida. Me he permitido consultar a una serie de Fabricantes de es te tipo de máquinas quienes han colaborado en forma eficaz al desarrollo de este estudio. En especial debo agradecer a la Firma Gockel Maschinenfabrik de Darmstadt (Alemania Occidental) quienes inclusive me han proporcionado algunos planos de la máquina que ellos fabrican y cuyas copias se adjuntan en este proyecto. Mi estudio es mucho más amplio del cuestionario solicitado en el proyecto de grado pues se ha tomado en cuenta la posibilidad de fabricar esta máquina en el País dado que además del afilado de cuchillas planas tiene otras aplicaciones en los trabajos que requieran un rectificado de superficie como por ejemplo fronteras de máquinas rectilíneas para tejidos de punto, guías, barras de calibración, etc. El presente proyecto consta de dos partes: cálculos y determinaciones teóricas de partes simples y conjuntos que componen la máquina y en segundo término los dibujos de estos en forma tal que su fabricación pueda llevarse fácilmente a la práctica. El análisis de costos sería indispensable, pero ello depende de los medios disponibles en el momento de la fabricación y de las máquinas (cantidades mínimas) por construir, por lo tanto, dichos cálculos son omitidos.