Taladradora

Una taladradora sujeta una broca en un husillo, la hace girar y la empuja en línea recta dentro de la pieza, de modo que el agujero sale a escuadra con la superficie y con un avance regular. El dibujo más antiguo conocido de una máquina de esta familia movida por una fuerza ajena a la mano, una barrenadora hidráulica para tuberías de madera, está en un manuscrito alemán de hacia 1420–1440; la primera imagen impresa de una máquina para barrenar cañones fundidos apareció en Venecia en 1540. Los taladros de columna con engranajes cónicos y volante de avance ya trabajaban en los talleres británicos en la primera mitad del siglo XIX, antes de la broca helicoidal de 1863 y del taladro eléctrico portátil de 1895.

Qué es

Una taladradora hace agujeros redondos. Sujeta una herramienta de corte, la broca, en un husillo, la hace girar y la empuja dentro de la pieza a lo largo de su propio eje. Una herramienta sostenida a pulso se desvía y se inclina; el bastidor de la máquina mantiene la broca a escuadra con la pieza y la hace avanzar de forma regular, de modo que una fila de agujeros sale recta, con la misma profundidad y en la misma dirección.

La forma más corriente es el taladro de columna: un husillo vertical encima de una mesa en la que se sujeta la pieza. Los taladros radiales llevan el husillo en un brazo que gira sobre las piezas grandes, y los taladros portátiles ponen en la mano un pequeño motor con el portabrocas. Las brocas más antiguas giraban en un sentido y en otro, movidas por un arco, como en Mehrgarh para los dientes y las cuentas, o para hacer fuego. Un torno también puede taladrar, haciendo girar la pieza contra una broca fija.

Cómo funciona

En un taladro de columna de taller del siglo XIX, la fuerza llegaba por una correa desde un eje de transmisión colgado del techo. La correa corría sobre una polea con varios escalones de distinto diámetro; al pasarla de un escalón a otro cambiaba la velocidad del husillo, porque una broca grande debe girar despacio y una pequeña deprisa. Un par de engranajes cónicos, un piñón pequeño en el eje horizontal que engrana con una rueda tumbada, desviaba el movimiento en ángulo recto hacia el husillo vertical.

Los dos filos de la punta arrancan el metal y las ranuras en espiral sacan las virutas del agujero.

Quien corta es la broca. Una broca helicoidal tiene dos filos en su punta cónica, que al girar levantan metal del fondo del agujero, y dos ranuras en espiral, las estrías, que suben las virutas hacia fuera. La patente de Stephen Morse de 1863 lo explica: su broca corta el metal y evacua las virutas sin atascarse, mientras que la broca plana corriente de su tiempo raspaba.

El husillo tiene que girar y bajar a la vez. Atraviesa el cubo de la rueda cónica y lo arrastra una chaveta larga alojada en una ranura del husillo, de manera que gira con la rueda y aun así se desliza a través de ella. Más abajo gira dentro de un manguito que no gira. El volante de avance, mediante un piñón y una cremallera tallada en ese manguito, empuja el manguito, el husillo y la broca contra la pieza; el avance automático que patentó Joseph Whitworth en 1837 lo hacía por sí solo. En el taladro de columna de Whitworth de hacia 1860, un tornillo bajo la mesa la desplaza de lado para llevar el centro marcado del agujero bajo la punta.

La pieza debe quedar sujeta. Cuando los filos muerden, la broca arrastra la pieza consigo, y una chapa suelta gira como una cuchilla. Se aprieta en un tornillo de banco o se atornilla a la mesa, sobre un taco de madera o metal de desecho, para que la broca pueda salir sin cortar la mesa.

Cómo hacerlo

Este ejercicio se hace con un taladro manual de engranajes, de manivela y rueda dentada, que funciona como la cabeza de un taladro de columna en pequeño: la rueda tiene un dentado cónico que hace girar un piñón en el eje del portabrocas. Hacen falta además algunas brocas helicoidales, una tabla de madera blanda de unos 2 cm de grosor, una tira de chapa de aluminio de unos 1,5 mm, una tabla de sacrificio, dos sargentos, un granete o un clavo, un martillo, una escuadra y una broca más gruesa o un avellanador.

Sujete la tabla de sacrificio al banco y la madera blanda encima. Marque el centro de cada agujero con dos rayas de lápiz cruzadas. Coloque una broca de 5 mm en el portabrocas y apriételo a mano hasta que quede bien centrada; gire despacio la manivela y compruebe que la punta no cabecea.

El taladro manual de engranajes: la rueda de la manivela mueve el portabrocas mediante un dentado cónico, como en la cabeza de un taladro de columna.

Apoye la punta en la marca, ponga la escuadra junto al taladro para comprobar que está vertical y gire la manivela a ritmo constante apretando un poco el mango de arriba. Saque la broca de vez en cuando para limpiar las virutas. Cuando la punta asoma en la tabla de sacrificio, el agujero está terminado; sin ella, la cara de salida se astillaría. Compare las virutas rizadas de la madera con las que salen del metal.

Para el aluminio, sujete la tira plana sobre la tabla de sacrificio, cerca del punto que va a taladrar. Marque un pequeño hoyo con el granete para que la punta no resbale. Taladre primero a 3 mm y luego amplíe a 6 mm. Ahora las virutas salen en largas espirales. Quite la rebaba cortante a ambos lados del agujero girando dentro, a mano, una broca más gruesa o un avellanador.

Historia y evolución

Durante miles de años las brocas se hicieron girar a mano o con arco, en un sentido y en otro. El dibujo más antiguo conocido de una máquina de taladrar movida por otra fuerza está en un libro alemán de imágenes de técnica militar, hecho en la región del Alto Rin hacia 1420–1440 y conservado en la Zentralbibliothek de Zúrich. El agua que cae de un canalón golpea una pequeña rueda hidráulica horizontal cuyo eje vertical lleva una barrena, y esta perfora desde abajo un tronco sujeto de pie en un bastidor, para convertirlo en una tubería de agua. La imagen impresa más antigua de una máquina para barrenar metal se publicó en Venecia en 1540, en la Pirotechnia de Vannoccio Biringuccio, un manual de metalurgia y fundición de cañones. Su grabado en madera muestra una máquina horizontal para barrenar cañones fundidos. El historiador Andrea Bernardoni la considera la primera imagen de una barrenadora horizontal y sigue sus versiones posteriores hasta finales del siglo XVIII.

Las taladradoras para la mecánica general se extendieron por los talleres británicos a comienzos del siglo XIX. Richard Roberts abrió un pequeño taller en Manchester en 1816 y en pocos años construyó un torno de roscar y toda una serie de taladradoras. El Science Museum de Londres conserva una máquina de hacia 1840 procedente de la hilandería de Strutt y Arkwright en Milford, que servía para construir maquinaria textil: un taladro y una mortajadora se apoyan espalda con espalda en una misma columna de fundición, el husillo del taladro lleva una rueda cónica y una polea de cinco escalones, el avance se da con un volante y tres ruedas dentadas, y todo se mueve con correas desde el eje de transmisión. La empresa de Whitworth construyó su primera taladradora mecánica en 1847 y más tarde taladros radiales de brazo giratorio.

La broca plana en punta de lanza y la broca helicoidal que la sustituyó.

Las primeras brocas de máquina eran hojas planas afiladas en punta de lanza; el taladro de columna de Whitworth de hacia 1860 todavía lleva una. El 7 de abril de 1863, Stephen A. Morse, de East Bridgewater (Massachusetts), obtuvo la patente estadounidense 38 119 de una broca helicoidal, y la empresa que fundó al año siguiente sigue fabricando herramientas de corte. Para fresar las estrías en espiral de esas brocas construyó Brown & Sharpe en 1862 su fresadora universal.

En 1895, unos mecánicos de C. & E. Fein, en Stuttgart, unieron un pequeño motor eléctrico a un portabrocas y obtuvieron el primer taladro eléctrico portátil, que la empresa fabricó después en serie.