25-4-2016

Parámetros de Corte del Torneado

Procesos de Manufactura I

Estudiante: Univ. Pablo Iván Soliz Rocha

Carrera: Ing Electromecánica

Docente: Ing Rubén Guzmán

La Paz-Bolivia

UMSA Facultad de Ingeniería Procesos de Manufactura

PRACTICA 4

PARAMETROS DE CORTE DE TORNEADO

1. INTRODUCCION

Se denomina torno a un conjunto de máquinas y herramientas que permiten mecanizar, roscar, cortar, trapeciar, agujerear, cilindrar, desbastar y ranurar piezas de forma geométrica por revolución. Estas máquinas-herramienta operan haciendo girar la pieza a mecanizar (sujeta en el cabezal o fijada entre los puntos de centraje) mientras una o varias herramientas de corte son empujadas en un movimiento regulado de avance contra la superficie de la pieza, cortando la viruta de acuerdo con las condiciones tecnológicas de mecanizado adecuadas. Desde el inicio de la Revolución industrial, el torno se ha convertido en una máquina básica en el proceso industrial de mecanizado.

La herramienta de corte va montada sobre un carro que se desplaza sobre unas guías o rieles paralelos al eje de giro de la pieza que se tornea, llamado eje X; sobre este carro hay otro que se mueve según el eje Y, en dirección radial a la pieza que se tornea, y puede haber un tercer carro llamado charriot que se puede inclinar, para hacer conos, y donde se apoya la torreta portaherramientas. Cuando el carro principal desplaza la herramienta a lo largo del eje de rotación, produce el cilindrado de la pieza, y cuando el carro transversal se desplaza de forma perpendicular al eje de simetría de la pieza se realiza la operación denominada refrentado.

2. OBJETIVOS

2.1 OBJETIVO GENERAL

Estudiar los conceptos fundamentales sobre el torno que permitan su correcta utilización

2.2 OBJETIVO ESPECIFICO

Definir las herramientas del torneado Mencionar las operaciones básicas del torno Conocer los aspectos para el correcto uso del torno

3. MARCO TEORICO

3.1 PARTES DEL TORNO

COMPONENTES PRINCIPALES:

• BANCADA:

Estructura de la máquina

• CABEZAL:

Motor y transmisión del movimiento principal.

Caja de velocidades que controla la velocidad de rotación del husillo.

Transmisión del movimiento de avance a las barras de cilindrar y roscar.

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• CABEZAL MOVIL (CONTRAPUNTO)

Alineado con el eje de giro, sirve para dar otro apoyo a la pieza.

SUJECIÓN DE LA PIEZA POR PLATO

Plato Universal: Dispone de 3 garras y es auto entrante. Es el más habitual en las operaciones de torneado.

PLATO DE GARRAS INDEPENDIENTES:

Cada garra se ajusta de forma independiente a la forma de la pieza.

• Plato Plano:

Se utilizan bridas, tornillos, etc. para amarrar la pieza.

3.2 SUJECION DE LA PIEZA POR PLATO

• Plato Universal:

Dispone de 3 garras y es auto centrante. Es el más habitual en las operaciones de torneado.

• Plato de garras independientes:

Cada garra se ajusta de forma independiente a la forma de la pieza.

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• Plato Plano:

Se utilizan bridas, tornillos, etc. para amarrar la pieza.

• Sujeción entre puntos:

Reduce las deformaciones.

• Sujeción con pinzas largas

Se usan lunetas como apoyos intermedios.

• Sujeción de piezas pequeñas

Mediante pinzas intercambiables

3.3 PARAMETROS DE CORTE DEL TORNO

Los parámetros de corte fundamentales que hay que considerar en el proceso de torneado son los siguientes:

Elección del tipo de herramienta más adecuado

Sistema de fijación de la pieza

Velocidad de corte (Vc) expresada en metros/minuto

Diámetro exterior del torneado

Revoluciones por minuto (rpm) del cabezal del torno

Avance en mm/rev, de la herramienta

Avance en mm/mi de la herramienta

Profundidad de pasada

Esfuerzos de corte

Tipo de torno y accesorios adecuados

3.4 PUESTA A PUNTO DE LOS TORNOS

Para que un torno funcione correctamente y garantice la calidad de sus mecanizados, es necesario que periódicamente se someta a una revisión y puesta a punto donde se ajustarán y verificarán todas sus funciones.

Las tareas más importantes que se realizan en la revisión de los tornos son las siguientes:

Nivelación Se refiere a nivelar la bancada y para ello se utilizará un

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nivel de precisión.

Concentricidad del cabezalSe realiza con un reloj comparador y haciendo girar el plato a mano, se verifica la concentricidad del cabezal y si falla se ajusta y corrige adecuadamente.

Comprobación de redondez de las piezasSe mecaniza un cilindro a un diámetro aproximado de 100 mm y con un reloj comparador de precisión se verifica la redondez del cilindro.

Alineación del eje principalSe fija en el plato un mandril de unos 300 mm de longitud, se monta un reloj en el carro longitudinal y se verifica si el eje está alineado o desviado.

Alineación del contrapuntoSe consigue mecanizando un eje de 300 mm sujeto entre puntos y verificando con un micrómetro de precisión si el eje ha salido cilíndrico o tiene conicidad.

3.5 OPERACIONES BASICAS DEL TORNO

3.5.1 CILINDRADO

Esta operación consiste en el mecanizado exterior o interior al que se someten las piezas que tienen mecanizados cilíndricos. Para poder efectuar esta operación, con el carro transversal se regula la profundidad de pasada y, por tanto, el diámetro del cilindro, y con el carro paralelo se regula la longitud del cilindro. El carro paralelo avanza de forma automática de acuerdo al avance de trabajo deseado. En este procedimiento, el acabado superficial y la tolerancia que se obtenga puede ser un factor de gran relevancia. Para asegurar calidad al cilindrado el torno tiene que tener bien ajustada su alineación y concentricidad.

El cilindrado se puede hacer con la pieza al aire sujeta en el plato de garras, si es corta, o con la pieza sujeta entre puntos y un perno de arrastre, o apoyada en luneta fija o móvil si la pieza es de grandes dimensiones y peso. Para realizar el cilindrado de piezas o ejes sujetos entre puntos, es necesario previamente realizar los puntos de centraje en los ejes.

Cuando el cilindrado se realiza en el hueco de la pieza se llama mandrinado.

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3.5.2 REFRENTADO

La operación de refrentado consiste en un mecanizado frontal y perpendicular al eje de las piezas que se realiza para producir un buen acoplamiento en el montaje posterior de las piezas torneadas. Esta operación también es conocida como fronteado. La problemática que tiene el refrentado es que la velocidad de corte en el filo de la herramienta va disminuyendo a medida que avanza hacia el centro, lo que ralentiza la operación. Para mejorar este aspecto muchos tornos modernos incorporan variadores de velocidad en el cabezal de tal forma que se puede ir aumentando la velocidad de giro de la pieza.

3.5.3 RANURADO

El ranurado consiste en mecanizar unas ranuras cilíndricas de anchura y profundidad variable en las piezas que se tornean, las cuales tienen muchas utilidades diferentes. Por ejemplo, para alojar una junta tórica, para salida de rosca, para arandelas de presión, etc. En este caso la herramienta tiene ya conformado el ancho de la ranura y actuando con el carro transversal se le da la profundidad deseada. Los canales de las poleas son un ejemplo claro de ranuras torneadas.

3.5.4 ROSCADO EN EL TORNO

Hay dos sistemas de realizar roscados en los tornos, de un lado la tradicional que utilizan los tornos paralelos, mediante la Caja Norton, y de otra la que se realiza con los tornos CNC, donde los datos de la roscas van totalmente programados y ya no hace falta la caja Norton para realizarlo.

Para efectuar un roscado con herramienta hay que tener en cuenta lo siguiente:

Las roscas pueden ser exteriores (tornillos) o bien interiores (tuercas), debiendo ser sus magnitudes coherentes para que ambos elementos puedan enroscarse.

Los elementos que figuran en la tabla son los que hay que tener en cuenta a la hora de realizar una rosca en un torno:

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Para efectuar el roscado hay que realizar previamente las siguientes tareas:

Tornear previamente al diámetro que tenga la rosca Preparar la herramienta de acuerdo con los ángulos del filete de la rosca. Establecer la profundidad de pasada que tenga que tener la rosca hasta conseguir el perfil

adecuado.

3.5.5 ROSCADO EN TORNO PARALELO

Una de las tareas que pueden ejecutarse en un torno paralelo es efectuar roscas de diversos pasos y tamaños tanto exteriores sobre ejes o interiores sobre tuercas. Para ello los tornos paralelos universales incorporan un mecanismo llamado Caja Norton, que facilita esta tarea y evita montar un tren de engranajes cada vez que se quisiera efectuar una rosca.

La caja Norton es un mecanismo compuesto de varios engranajes que fue inventado y patentado en 1890, que se incorpora a los tornos paralelos y dio solución al cambio manual de engranajes para fijar los pasos de las piezas a roscar.

El sistema mejor conseguido incluye una caja de cambios con varias reductoras. De esta manera con la manipulación de varias palancas se pueden fijar distintas velocidades de avance de carro portaherramientas, permitiendo realizar una gran variedad de pasos de rosca tanto métricos como Whitworth..

En la figura se observa cómo partiendo de una barra hexagonal se mecaniza un tornillo. Para ello se realizan las siguientes operaciones:

1. Se cilindra el cuerpo del tornillo dejando la cabeza hexagonal en sus medidas originales.

2. Se achaflana la entrada de la rosca y se refrenta la punta del tornillo.

3. Se ranura la garganta donde finaliza la rosca junto a la cabeza del tornillo.

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4. Se rosca el cuerpo del tornillo, dando lugar a la pieza finalizada.

Este mismo proceso se puede hacer partiendo de una barra larga, tronzando finalmente la parte mecanizada.

3.5.6 MOLETEADO

El moleteado es un proceso de conformado en frío del material mediante unas moletas que presionan la pieza mientras da vueltas. Dicha deformación produce un incremento del diámetro de partida de la pieza. El moleteado se realiza en piezas que se tengan que manipular a mano, que generalmente vayan roscadas para evitar su resbalamiento que tendrían en caso de que tuviesen la superficie lisa.

El moleteado se realiza en los tornos con unas herramientas que se llaman moletas, de diferente paso y dibujo.

Un ejemplo de moleteado es el que tienen las monedas de 50 céntimos de euro, aunque en este caso el moleteado es para que los invidentes puedan identificar mejor la moneda.

El moleteado por deformación se puede ejecutar de dos maneras:

Radialmente, cuando la longitud moleteada en la pieza coincide con el espesor de la moleta a utilizar.

Longitudinalmente, cuando la longitud excede al espesor de la moleta. Para este segundo caso la moleta siempre ha de estar biselada en sus extremos.

3.5.7 TORNEADO DE CONOS

Un cono o un tronco de cono de un cuerpo de generación viene definido por los siguientes conceptos:

Diámetro mayor

Diámetro menor

Longitud

Ángulo de inclinación

Conicidad

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Los diferentes tornos mecanizan los conos de formas diferentes.

En los tornos CNC no hay ningún problema porque, programando adecuadamente sus dimensiones, los carros transversales y longitudinales se desplazan de forma coordinada dando lugar al cono deseado.

En los tornos copiadores tampoco hay problema porque la plantilla de copiado permite que el palpador se desplace por la misma y los carros actúen de forma coordinada.

Para mecanizar conos en los tornos paralelos convencionales se puede hacer de dos formas diferentes. Si la longitud del cono es pequeña, se mecaniza el cono con el charriot inclinado según el ángulo del cono. Si la longitud del cono es muy grande y el eje se mecaniza entre puntos, entonces se desplaza la distancia adecuada el contrapunto según las dimensiones del cono.

3.5.8 TORNEADO ESFERICO

El torneado esférico, por ejemplo el de rótulas, no tiene ninguna dificultad si se realiza en un torno de Control Numérico porque, programando sus medidas y la función de mecanizado radial correspondiente, lo realizará de forma perfecta.

Si el torno es automático de gran producción, trabaja con barra y las rótulas no son de gran tamaño, la rótula se consigue con un carro transversal donde las herramientas están afiladas con el perfil de la rótula.

Hacer rótulas de forma manual en un torno paralelo presenta cierta dificultad para conseguir exactitud en la misma. En ese caso es recomendable disponer de una plantilla de la esfera e irla mecanizando de forma manual y acabarla con lima o rasqueta para darle el ajuste final.

3.5.9 SEGADO O TRONZADO

Se llama segado a la operación de torneado que se realiza cuando se trabaja con barra y al finalizar el mecanizado de la pieza correspondiente es necesario cortar la barra para separar la pieza de la misma. Para esta operación se utilizan herramientas muy estrechas con un saliente de acuerdo al diámetro que tenga la barra y permita con el carro transversal llegar al centro de la barra. Es una operación muy común en tornos revólver y automáticos alimentados con barra y fabricaciones en serie.

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3.5.10 CHAFLANADO

El chaflanado es una operación de torneado muy común que consiste en matar los cantos tanto exteriores como interiores para evitar cortes con los mismos y a su vez facilitar el trabajo y montaje posterior de las piezas. El chaflanado más común suele ser el de 1mm por 45°. Este chaflán se hace atacando directamente los cantos con una herramienta adecuada.

3.5.11 MECANIZADO DE EXENTRICIDADES

Una excéntrica es una pieza que tiene dos o más cilindros con distintos centros o ejes de simetría, tal y como ocurre con los cigüeñales de motor, o los ejes de levas. Una excéntrica es un cuerpo de revolución y por tanto el mecanizado se realiza en un torno. Para mecanizar una excéntrica es necesario primero realizar los puntos de centraje de los diferentes ejes excéntricos en los extremos de la pieza que se fijará entre dos puntos.

3.5.12 MECANIZADO DE ESPIRALES

Un espiral es una rosca tallada en un disco plano y mecanizado en un torno, mediante el desplazamiento oportuno del carro transversal. Para ello se debe calcular la transmisión que se pondrá entre el cabezal y el husillo de avance del carro transversal de acuerdo al paso de la rosca espiral. Es una operación poco común en el torneado.

3.5.13 TALADRO

Muchas piezas que son torneadas requieren ser taladradas con brocas en el centro de sus ejes de rotación. Para esta tarea se utilizan brocas normales, que se sujetan en el contrapunto en un portabrocas o directamente en el alojamiento del contrapunto si el diámetro es grande. Las condiciones tecnológicas del taladrado son las normales de acuerdo a las características del material y tipo de broca que se utilice. Mención aparte merecen los procesos de taladrado profundo donde el proceso ya es muy diferente sobre todo la constitución de la broca que se utiliza.

No todos los tornos pueden realizar todas estas operaciones que se indican, sino que eso depende del tipo de torno que se utilice y de los accesorios o equipamientos que tenga.

3.6 PARAMETROS DEL CORTE DEL TORNO

Los parámetros de corte fundamentales que hay que considerar en el proceso de torneado son los siguientes:

Elección del tipo de herramienta más adecuado

Sistema de fijación de la pieza

Velocidad de corte (Vc) expresada en metros/minuto

Diámetro exterior del torneado

Revoluciones por minuto (rpm) del cabezal del torno

Avance en mm/rev, de la herramienta

Avance en mm/mi de la herramienta

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Profundidad de pasada

Esfuerzos de corte

Tipo de torno y accesorios adecuados

Estos datos de corte corresponden a la relación material de la pieza – material de la herramienta.

3.7 LIQUIDOS REFRIGERANTES

Los líquidos o fluidos refrigerantes tienen la finalidad de enfriar y lubricar el corte, de manera de prolongar la vida útil de la herramienta y mejorar las condiciones de terminación superficial del material. Generalmente se utiliza una mezcla de aceite soluble con agua, en una relación uno en treinta.

En la actualidad, los insertos se fabrican con recubrimientos que soportan las altas temperaturas que se generan en el roce del corte, de manera de disminuir el uso de estos fluidos, que a la larga generan serios inconvenientes en los operarios (alergias, problemas cutáneos) y en las máquinas (oxidación, desgaste prematuro), permitiendo el mecanizado “en seco”.

De todas maneras, en aquellos mecanizados en los que el uso de un lubricante o refrigerante adecuado mejora las condiciones de corte, no debe suspenderse el uso de los mismos. Tal el caso de perforados, mecanizado de determinados aceros inoxidables, y aceros muy blandos.

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3.8 NORMAS GENERALES PARA TRABAJAR CON TORNO

3.8.1 ORDEN

Un buen tornero debe empeñarse en guardar el orden más escrupuloso en lo que lleva entre manos, con lo que ahorrará impaciencias y costosas pérdidas de tiempo en la búsqueda de lo que necesita. Por lo tanto:

1. Ubicar los materiales de trabajo en un sitio determinado, para cuando se necesite tenerlos a mano.

2. Cuando se halla terminado de usar una herramienta, colóquela siempre en un mismo lugar y no la deje abandonada en cualquier parte.

3. Evitar poner piezas o herramientas de trabajo sobre la bancada del torno, porque esto provoca desgastes y, por consiguiente, pérdidas de precisión. Lo recomendable es tener sobre el torno una tablita donde colocar las llaves, calibres y cualquier otra herramienta.

4. Cada máquina debe disponer de un armario con casilleros apropiados, en donde el buen tornero ordenará las herramientas, los calibres, las piezas trabajadas, los dibujos, los equipos especiales de cada torno.

5. Mantener siempre limpios los engranajes para el roscado y no mezclarlo con los de otras máquinas, aún cuando sean de las mismas medidas.

3.8.2 LIMPIEZA DE LA MAQUINA

1. Una vez finalizada cualquier operación mecánica, antes de dejar el trabajo.

2. Una vez por semana se debe proceder a hacer una limpieza especial repasando todos los órganos de la máquina, no solo aquellos que están a la vista, sino también los internos.

3. Después de sacar las virutas y el polvo con un cepillo o con un trapo, es menester limpiar las guías de los carros con querosén y un trapo limpio.

3.8.3 LUBRICACION

Salvo que las instrucciones del torno indiquen otra cosa, todos los órganos en movimiento deben ser lubricados al menos una vez al día, generalmente después del aseo; los engranajes se lubrican con aceite. No basta llenar los puntos de aceite de la máquina, es necesario asegurarse de que los tubitos que llevan el aceite a los órganos interiores no estén obstruidos por la suciedad.

La lubricación debe hacerse con justo criterio y sin economía, la cual acarrearía un desgaste más rápido de las máquinas. Por otra parte, la demasiada abundancia constituirá un inútil desperdicio.

3.8.4 SEGURIDAD

Advertencias.- Antes de poner en marcha el torno conviene probarlo siempre a mano, haciendo girar el eje, para asegurarse que no haya estorbos.

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Teniendo que golpear cualquier órgano de la máquina, utilice un martillo de plomo o un mazo de madera y nunca martillos de acero, llaves, etc., porque, a poco andar, la máquina se arruinará por completo.

No se debe poner en marcha el torno con la llave de ajuste del plato colocada.

Precauciones para evitar accidentes.- El torno, de por sí, no es una máquina que ofrezca mayores peligros; pero como cualquier otra máquina, puede producir desgracias, y a veces graves, para el operario distraído y que descuida las normas especiales para los torneros. Señalaremos aquí algunas:

1. El tornero debe usar ropa ajustada al cuerpo, en ningún caso ropa suelta. Se deben evitar pulseras, relojes, anillos, collares, y cualquier otro elemento que cuelgue. Asimismo, el pelo largo, no debe pender sobre la cara, y en todo caso debe colocarse una colita.

2. Durante el trabajo debe mantenerse una posición correcta sin apoyar el torso o los codos sobre el torno, porque pueden originarse graves daños.

3. Debe mantenerse limpio y sin estorbos el piso inmediato a la máquina, con lo cual se evitará el peligro de caer sobre el torno en movimiento.

4. Al quitar las correas hay que servirse siempre del pasa correas o bien de una varilla, un tubo o una regla de madera.

5. Antes de proceder a la limpieza de la máquina, a la lubricación, al desmontaje y montaje de una pieza interna, es necesario parar el torno y asegurarlo para que no se vaya a arrancar impensadamente. Colocar la parada de emergencia de la máquina. Si es posible quitar también los fusibles.

6. No se debe tocar descuidadamente órganos o piezas en movimiento, porque un descuido de este género puede acarrear graves consecuencias.

7. Al trabajar metales quebradizos, como la fundición de hierro y el bronce, es imprescindible proteger los ojos con anteojos de seguridad. Esta precaución es necesaria también para cuando se afilan herramientas en la amoladora.