Cepilladora: Definición, Componentes, Funcionamiento y Aplicaciones

¿Qué es una Cepilladora?

Una cepilladora es un tipo de herramienta de máquina que usa el movimiento lineal relativo entre la pieza y una herramienta de corte de un solo filo para mecanizar una trayectoria de herramienta lineal. Su corte es análogo al de un torno, excepto que es (arquetípicamente) lineal en lugar de helicoidal.

Una cepilladora de madera es una herramienta de carpintería funcionalmente diferente, típicamente con cabeza de corte giratoria accionada y pieza alimentada manualmente, conocida simplemente como cepilladora en Norteamérica y tupí en el Reino Unido.

Una cepilladora para metal es algo análoga a una cepilladora plana (planer), con la herramienta montada en un carnero que se mueve respecto a una pieza estacionaria, en lugar de la pieza moviéndose bajo la herramienta.

El carnero se acciona típicamente por un cigüeñal mecánico dentro de la columna, aunque cepilladoras hidráulicas son cada vez más usadas. Añadir ejes de movimiento a una cepilladora puede producir trayectorias helicoidales, lo cual también se ha hecho en cepillado helicoidal.

La cepilladora es una máquina de tipo alternativo usada básicamente para producir superficies horizontales, verticales o planas. La cepilladora sujeta la herramienta de corte de un solo filo en el carnero y la pieza se fija en la mesa.

Durante la carrera de avance, el carnero que porta la herramienta alterna sobre la pieza para cortar la forma requerida. Durante la carrera de retorno, no se corta metal. En la cepilladora, el movimiento rotativo del accionamiento se convierte en movimiento alternativo del carnero que porta la herramienta.

Por tanto, para reducir el tiempo total de máquina, el carnero debe moverse más lento durante la carrera de corte y más rápido en la de retorno. Esto se logra mediante un mecanismo llamado mecanismo de retorno rápido.

Proceso de Cepilladora

El proceso de cepilladora puede definirse como proceso para remover metal de la superficie en planos horizontal, vertical y angular usando herramienta de corte de un solo filo sujeta en un carnero que alterna la herramienta linealmente a través de la pieza sujeta en la mesa.

La mesa puede estar soportada en el extremo exterior. El carnero alterna y la herramienta de corte, sujeta en el porta-herramientas, se mueve adelante y atrás sobre la pieza. En una cepilladora estándar, el corte de material ocurre durante la carrera de avance del carnero y la carrera de retorno permanece inactiva.

El retorno se gobierna por mecanismo de retorno rápido. La profundidad de corte incrementa moviendo la pieza y esta se avanza por mecanismo de trinquete y carraca.

¿Quién Inventó la Cepilladora?

Un ingeniero inglés llamado Samuel Bentham, ingeniero y conocido arquitecto naval, inventor de muchos elementos de ingeniería mecánica. Inventó la cepilladora en 1791 y 1793. Esta máquina fue común en mediados del siglo XIX y principios del XX.

Funcionamiento de la Cepilladora

La pieza se monta en la mesa, que es rígida y en forma de caja, colocada frente a la máquina o cerca.

La altura de la mesa es fácilmente ajustable y se ajusta para igualar la pieza. El movimiento de la mesa se controla manualmente. ¿Ha pensado en otra forma para el movimiento de la mesa?

La mesa tiene mecanismo de avance automático y funciona con husillo de avance. Esto es para corte y el carnero es ajustable para carrera.

Se usa herramienta de corte de un solo filo en esta máquina y tiene solo un filo de corte. La herramienta de torneado es el mejor ejemplo. Se coloca en el porta-herramientas y también se monta en el carnero.

La pieza se sujeta directamente en la mesa para mecanizar y puede soportarse en otro extremo. El carnero exhibe movimiento alternativo. Y el porta-herramientas se mueve adelante y atrás sobre la superficie de la pieza.

Muchos piensan que el carnero rota y corta en carreras. Y depende de las formas. El corte ocurre en carrera de avance en cepilladora estándar y la carrera de retorno se considera inactiva.

La herramienta de corte obtiene movimiento del mecanismo de retorno rápido y la profundidad de corte se logra por movimiento de la herramienta. El movimiento de avance sigue el mecanismo de trinquete y carraca.

Partes de la Cepilladora

Las siguientes son las partes principales:

• Base
• Columna
• Travesaño (Cross-rail)
• Mesa
• Carnero (Ram)

1. Base

• Es la parte más importante. Proporciona soporte a otras herramientas de mecanizado. La base es hueca y de hierro fundido. La forma hueca minimiza vibraciones.
• La construcción de la base soporta la carga de la máquina.

2. Columna

• Montada sobre la base y de hierro fundido.
• Dos guías en la columna sobre las que alterna el carnero.
• La columna soporta el carnero alternativo y la mesa de trabajo.

3. Mesa

• El giro de la mesa ocurre en cualquier ángulo.
• La mesa se sujeta para volverse rígida y manejar aplicaciones pesadas.
• Es parte muy importante de la cepilladora.
• Se usan tornillos en T para sujeción en lados superior e inferior.

4. Carnero (Ram)

• Hay guías en la columna por donde alterna el carnero y porta la cabeza de herramienta con herramienta de un solo filo.
• La acción de corte ocurre en carrera de avance del carnero debido a la cabeza de herramienta en la caja de sujeción (clapper box).
• La profundidad de corte se da por el tornillo de avance descendente.

5. Travesaño (Cross-rail)

• Montado sobre la superficie de la mesa donde está el carro.
• Con tornillo elevador y travesaño, la mesa obtiene movimiento vertical.
• Hay movimiento horizontal de la mesa moviendo el carro con tornillo de avance transversal.

Aplicación de la Cepilladora

El uso más común es mecanizar superficies rectas y planas, pero con ingenio y accesorios, se puede hacer amplia gama de trabajos. Otros ejemplos:

• Chaveteros en el buje de una polea o engranaje sin recurrir a broquero dedicado.
• Guías de cola de milano (dovetail slides)
• Estrias y dientes de engranaje internos.
• Corte de chavetero, estría y diente de engranaje en agujeros ciegos
• Tambores de levas con trayectorias que en fresado CNC requerirían interpolación cilíndrica de 4-5 ejes o torneado-fresado
• Incluso posible obviar trabajo de electroerosión por hilo (wire EDM) en algunos casos. Partiendo de agujero taladrado o vaciado, una cepilladora con herramienta tipo barra de mandrinar puede cortar características internas que no se prestan a fresado o mandrinado (agujeros de forma irregular con esquinas cerradas).
• Alisado de superficie rugosa