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UNIVERSIDAD TCNICA DE AMBATO FACULTAD DE INGENIERA EN SISTEMAS, ELECTRNICA E INDUSTRIAL
PERODO ACADMICO: ABRIL/2015 AGOSTO/2015
UNIVERSIDAD TCNICA DE AMBATO
Facultad de Ingeniera en Sistemas, Electrnica e Industrial
Ttulo:
Torno Carrera:
Ingeniera Industrial en Procesos de Automatizacin rea Acadmica:
Mecnica
Lnea de Investigacin:
Mecnica Ciclo Acadmico y Paralelo:
Abril 2015 - Agosto 2015
5 A Alumnos participantes:
Agreda Jaramillo Jos Andrs
Cartagena Snchez Patricio David
Guamn Pinto Fausto Andrs
Lpez Espinoza Shirley Karina
Naranjo Robalino Jos Ezequiel
Mdulo y Docente:
Taller Industrial
Ing. Espn Vctor
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1.1 Ttulo
Torno 1.2 Objetivos
Estipular y conocer los fundamentos histricos del torno adems de los tipos que se han desarrollado en el transcurso de los aos y la tecnologa
Establecer cules son las partes ms importantes dentro de un torno, as como establecer la funcin e incidencia de cada una de estas en el perfecto funcionamiento del torno.
Determinar el equipo auxiliar a utilizarse en un torno mecnico, y los
movimientos realizados en el torno en el mecanizado de piezas
Identificar las diversas herramientas que se pueden utilizar en el torno, detallando sus amplias clasificaciones dependiendo del material a mecanizar, adems de basarse en normas ya establecidas.
Conocer los principales procesos de mecanizado en torno as como tiempos de trabajo y configuracin de parmetros de la maquina en operaciones automticas como son el cilindrado, roscado y refrentado.
1.3 Resumen
El arranque de viruta es uno de los procesos de mecanizado ms comunes en los talleres mecnicos, las mquinas para llevar a cabo esta operacin se denominan mquinas-herramientas, estas reemplazaron al trabajo manual que se realizaba con herramientas convencionales para dar forma a piezas mecnicas, entre estas mquinas-herramientas se halla el torno que fue una de las primeras mquinas en construirse y cuyo uso se ha hecho muy comn en las talleres mecnicos, se lo utiliza para producir piezas individuales de acuerdo a ciertas caractersticas previamente establecidas, por lo que no son rentables para producciones en serie. Las operaciones de mecanizado ms comunes en el torno son: refrentado, cilindrado, cilindrado cnico y moleteado. Al ser una mquina-herramienta muy usada y es la base de todo taller mecnico el operario requiere conocerlo a fondo es por esta razn que se elabor el siguiente informe recopilando la informacin ms importante para la operacin de un torno.
1.4 Palabras clave:
Torno, refrentado, estructura, herramientas, clasificacin.
1.5 Introduccin
El presente trabajo es una recopilacin de informacin sobre el torno, una mquina-herramienta utilizada para el mecanizado de piezas por medio del arranque de viruta, se menciona temas como: tipos de torno, partes, movimientos, equipo auxiliar, operaciones y herramienta de corte utilizada. Al existir una gran cantidad de informacin se recopilo lo ms relevante e importante de conocer para su manejo en un taller industrial, esperando llenar las dudas que el lector tenga sobre la manipulacin del torno. Se presenta grficos para una mejor comprensin y una idea ms clara de lo que se desea transmitir a travs de la informacin expuesta.
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1.6 Materiales y Metodologa
EL TORNO
El torno, mquina ms antigua, verstil y de mayor uso a nivel mundial, es una mquina
herramienta que hace girar la pieza y, por medio de una herramienta, busca dar a la
pieza una forma cilndrica. Los tornos modernos operan a partir del mismo principio
bsico. La pieza a trabajar se sostiene en un plato y gira sobre su eje, mientras una
herramienta de corte avanza sobre las lneas del corte deseado.
HISTORIA
Tornos antiguos
La existencia de tornos est atestiguada desde al menos el ao 850 a.C. La imagen
ms antigua conocida se conserva en la tumba de un sumo sacerdote egipcio llamado
petosiris (siglo IV a.C.).
Durante siglos los tornos funcionaron segn el sistema de arco de violn. En el siglo
XIII se invent el torno de pedal y prtiga flexible, que tena la ventaja de ser accionado
con el pie en vez de con las manos, con lo cual estas quedaban libres para otras tareas.
En el siglo XV surgieron otras dos mejoras: la transmisin por correa y el mecanismo de
biela-manivela.
Tornos mecnicos
Al comenzar la Revolucin industrial en Inglaterra, durante el siglo XVII, se desarrollaron
tornos capaces de dar forma a una pieza metlica. El desarrollo del torno pesado
industrial para metales en el siglo XVIII hizo posible la produccin en serie de piezas de
precisin.
Aos 1780: Jacques de Vaucanson construye un torno con portaherramientas
deslizante.
Hacia 1797: Henry Maudslay y David Wilkinson mejoran el invento de Vaucanson
permitiendo que la herramienta de corte pueda avanzar con velocidad constante.
1820: Thomas Blanchard inventa el torno copiador.
Aos 1840: desarrollo del torno revlver
En 1833, Joseph Whitworth se instal por su cuenta en Mnchester. Sus diseos y
realizaciones influyeron de manera fundamental en otros fabricantes de la poca. En
1839 patent un torno paralelo para cilindrar y roscar con bancada de guas planas y
carro transversal automtico, que tuvo una gran aceptacin. Dos tornos que llevan
incorporados elementos de sus patentes se conservan en la actualidad. Uno de ellos,
construido en 1843, se conserva en el Science Museum de Londres. El otro, construido
en 1850, se conserva en el Birmingham Museum.
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Fue J.G. Bodmer quien en 1839 tuvo la idea de construir tornos verticales. A finales del
siglo XIX, este tipo de tornos eran fabricados en distintos tamaos y pesos. El diseo y
patente en 1890 de la caja de Norton, incorporada a los tornos paralelos, dio solucin al
cambio manual de engranajes para fijar los pasos de las piezas a roscar [1].
TORNO PARALELO: es el tipo de torno que evolucion partiendo de los tornos antiguos
cuando se le fueron incorporando nuevos equipamientos que lograron convertirlo en una
de las mquinas herramientas ms importante que han existido. Sin embargo, en la
actualidad este tipo de torno est quedando relegado a realizar tareas poco importantes,
a utilizarse en los talleres de aprendices y en los talleres de mantenimiento para realizar
trabajos puntuales o especiales.
TIPOS DE
TORNO
Paralelo
Revolver
Torno CNC
Copiador
Automatico
Vertical
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TORNO COPIADOR: Se llama torno copiador a un tipo de torno que operando con un
dispositivo hidrulico y electrnico permite el torneado de piezas de acuerdo a las
caractersticas de la misma siguiendo el perfil de una plantilla que reproduce una rplica
igual a la gua.
Este tipo de tornos se utiliza para el torneado de aquellas piezas que tienen diferentes
escalones de dimetros, que han sido previamente forjadas o fundidas y que tienen
poco material excedente. Tambin son muy utilizados estos tornos en el trabajo de la
madera y del mrmol artstico para dar forma a las columnas embellecedoras. La
preparacin para el mecanizado en un torno copiador es muy sencilla y rpida y por eso
estas mquinas son muy tiles para mecanizar lotes o series de piezas que no sean
muy grandes.
Las condiciones tecnolgicas del mecanizado son comunes a las de los dems tornos,
solamente hay que prever una herramienta que permita bien la evacuacin de la viruta
y un sistema de lubricacin y refrigeracin eficaz del filo de corte de las herramientas
mediante abundante aceite de corte o taladrina.
TORNO REVOLVER: El torno revlver es una variedad de torno diseado para
mecanizar piezas sobre las que sea posible el trabajo simultneo de varias herramientas
con el fin de disminuir el tiempo total de mecanizado. Las piezas que presentan esa
condicin son aquellas que, partiendo de barras, tienen una forma final de casquillo o
similar. Una vez que la barra queda bien sujeta mediante pinzas o con un plato de
garras, se va taladrando, mandrinando, roscando o escariando la parte interior
mecanizada y a la vez se puede ir cilindrando, refrentando, ranurando, roscando y
cortando con herramientas de torneado exterior.
El torno revlver lleva un carro con una torreta giratoria en la que se insertan las
diferentes herramientas que realizan el mecanizado de la pieza. Tambin se pueden
mecanizar piezas de forma individual, fijndolas a un plato de garras de accionamiento
hidrulico.
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TORNO AUTOMATICO: Se llama torno automtico a un tipo de torno cuyo proceso de
trabajo est enteramente automatizado. La alimentacin de la barra necesaria para cada
pieza se hace tambin de forma automtica, a partir de una barra larga que se inserta
por un tubo que tiene el cabezal y se sujeta mediante pinzas de apriete hidrulico.
Estos tornos pueden ser de un solo husillo o de varios husillos:
Los de un solo husillo se emplean bsicamente para el mecanizado de piezas
pequeas que requieran grandes series de produccin.
Cuando se trata de mecanizar piezas de dimensiones mayores se utilizan los
tornos automticos multi husillos donde de forma programada en cada husillo se
va realizando una parte del mecanizado de la pieza. Como los husillos van
cambiando de posicin, el mecanizado final de la pieza resulta muy rpido
porque todos los husillos mecanizan la misma pieza de forma simultnea.
La puesta a punto de estos tornos es muy laboriosa y por eso se utilizan principalmente
para grandes series de produccin. El movimiento de todas las herramientas est
automatizado por un sistema de excntricas y reguladores electrnicos que regulan el
ciclo y los topes de final de carrera.
Un tipo de torno automtico es el conocido como tipo suizo, capaz de mecanizar piezas
muy pequeas con tolerancias muy estrechas.
TORNO VERTICAL: El torno vertical es una variedad de torno, de eje vertical, diseado
para mecanizar piezas de gran tamao, que van sujetas al plato de garras u otros
operadores y que por sus dimensiones o peso haran difcil su fijacin en un torno
horizontal.
Los tornos verticales no tienen contrapunto sino que el nico punto de sujecin de las
piezas es el plato horizontal sobre el cual van apoyadas. La manipulacin de las piezas
para fijarlas en el plato se hace mediante gras de puente o polipastos.
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TORNO CNC: El torno CNC es un torno dirigido por control numrico por computadora.
Ofrece una gran capacidad de produccin y precisin en el mecanizado por su
estructura funcional y porque la trayectoria de la herramienta de torneado es controlada
por un ordenador que lleva incorporado, el cual procesa las rdenes de ejecucin
contenidas en un software que previamente ha confeccionado un programador
conocedor de la tecnologa de mecanizado en torno. Es una mquina que resulta
rentable para el mecanizado de grandes series de piezas sencillas, sobre todo piezas
de revolucin, y permite mecanizar con precisin superficies curvas coordinando los
movimientos axial y radial para el avance de la herramienta. La velocidad de giro de
cabezal porta piezas, el avance de los carros longitudinal y transversal y las cotas de
ejecucin de la pieza estn programadas y, por tanto, exentas de fallos imputables al
operario de la mquina
Otros tipos de tornos
Adems de los tornos empleados en la industria mecnica, tambin se utilizan tornos
para trabajar la madera, la ornamentacin con mrmol o granito.
El nombre de torno se aplica tambin a otras mquinas rotatorias como por ejemplo el
torno de alfarero o el torno dental. Estas mquinas tienen una aplicacin y un principio
de funcionamiento totalmente diferentes de las de los tornos descritos en este artculo
[2].
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ESTRUCTURA
Dentro de toda esta estructura, existen las siguientes partes principales:
Bancada Constituye la superficie de apoyo y la columna vertebral de un torno. Su rigidez y alineacin afectan la precisin de las partes maquinadas en el torno. La bancada puede ser escotada o entera, segn las guas tengan o no un hueco llamado escote, cuyo objeto principal es permitir el torneado de piezas de mayor dimetro. Este escote se cubre con un puente cuando no se requiere el volteo adicional. Encima de la bancada se encuentran las guas prismticas, las cuales consisten generalmente en dos V invertidas y dos superficies planas de apoyo. Las guas de los tornos son piezas maquinadas con gran exactitud por rectificado. Cuando las guas
A= La Bancada. B= Cabezal Fijo. C= Carro Principal de Bancada. D= Carro de Desplazamiento Transversal. E= Carro Superior porta Herramienta. F= Porta Herramienta G= Caja de Movimiento Transversal. H= Mecanismo de Avance. I= Tornillo de Roscar o Patrn. J= Barra de Cilindrar. K= Barra de Avance. L= Cabezal Mvil. M= Plato de Mordaza (Usillo). N= Palancas de Comando del Movimiento de Rotacin. O= Contrapunta. U= Gua. Z= Patas de Apoyo [12].
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estn desgastadas o tienen algn dao, se afecta la precisin de las piezas maquinadas y el torno pierde su valor.
Cabezal Esta fijo en el lado izquierdo de la bancada del torno y en l van montados generalmente los rganos encargados de transmitir el movimiento del motor al eje. Contiene el husillo que se encuentra sostenido por rodamientos en sus extremos y mueve los diversos dispositivos de sujecin de la pieza de trabajo; es hueco para hacer pasar por l las piezas de trabajo largas y esbeltas. La nariz del husillo es el extremo del husillo que sobresale en el cabezal.
El Contrapunto
Se usa para soportar el otro extremo de la pieza de trabajo durante el maquinado, o para sostener diversas herramientas de corte, como brocas, escariadores y machuelos. El contrapunto se ubica en el cabezal mvil a la derecha del torno, que se desliza sobre las guas prismticas y puede fijarse en cualquier posicin a lo largo de la bancada.
Carro Principal Es el tambin llamado carro longitudinal. Este se desliza sobre la parte superior de las guas de la bancada.
El Delantal Es la parte del carro que da hacia abajo, frente al operador. Contiene los engranajes y los embragues de avance que transmiten el movimiento del tornillo patrn y de la barra de cilindrar carro longitudinal y transversal.
El carro entero puede moverse a lo largo de la bancada del torno en forma manual, dando vuelta a la manivela, o en forma automtica, embragando los controles de avance automtico en el delantal.
El Carro Transversal Se mueve perpendicularmente al eje del torno en forma manual, girando la manivela de avance transversal o embragando la palanca de avance transversal automtico.
Carro Auxiliar Va montado sobre el carro transversal y puede ser girado a cualquier ngulo horizontal respecto al eje del torno para maquinar biseles y conos. El carro auxiliar slo puede moverse manualmente girando la manivela de tornillo para su avance.
La Torreta Portaherramientas Ubicada sobre el carro auxiliar permite montar varias herramientas en la misma operacin de torneado y girarla para determinar el ngulo de incidencia en el material.
La Caja Norton Para cambio rpido de velocidad, es el elemento de unin que transmite la potencia entre el husillo y el carro. Accionando las palancas de cambio de velocidad de esta caja, se pueden seleccionar los diferentes avances conectando en diferentes configuraciones los engranajes a las correas de transmisin de movimiento.
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La placa indicadora que tiene la caja de engranajes para cambio de velocidad, indica el avance en milsimas de pulgada, o en hilos por pulgada para las posiciones de la palanca [3].
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La funcin principal de un torno es suministrar un medio para hacer girar una pieza contra una herramienta de corte y, de esta manera, arrancar metal. Todos los tornos, sin importar su diseo o tamao, son bsicamente iguales y realizan tres funciones que consisten en proporcionar: Un soporte para los accesorios del torno o la pieza. Bancada Una manera de sostener y hacer girar la pieza. Cabezal Un medio para sostener y mover la herramienta de corte. Torreta o carro porta herramientas
EQUIPO AUXILIAR DEL TORNO
Al trabajar en un torno, har faltas ciertos accesorios para adaptar la geometra de la
pieza al equipo o para realizar el trabajo de una mejor manera, como sujetadores,
soportes y portaherramientas, algunos accesorios comunes son [4]:
Plato de sujecin de garras universal: Sirve para sujetar la pieza de trabajo
en el cabezal y transmite el movimiento. Se lo conoce tambin como mandril.
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Plato de sujecin de garras blandas: Sujeta la pieza de trabajo en el cabezal
a travs de una superficie ya acabada. Son mecanizadas para un dimetro
especfico no siendo vlidas para otros.
Centros o puntos: Son los que soportan la pieza de trabajo en el cabezal y en
la contrapunta. Se los conoce tambin como contrapuntos.
Perno de arrastre: Se fija en el plato de torno y en la pieza de trabajo y le
transmite el movimiento a la pieza cuando est montada entre centros.
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Soporte fijo o luneta fija: Soporta el extremo extendido de la pieza de trabajo
cuando no puede usarse la contrapunta, o se quiere disminuir la vibracin de la
misma.
Soporte mvil o luneta mvil: Se monta en el carro-portaherramientas y
permite soportar piezas de trabajo largas cerca del punto de corte.
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Torreta porta-herramientas: Con alineacin mltiple.
Plato de arrastre: Para amarrar piezas de difcil sujecin.
Plato de garras independientes: Tiene 4 garras que actan de forma
independiente unas de otras.
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HERRAMIENTAS DE TORNEADO
Para el arranque de virutas se utilizan herramientas de corte Herramientas para torno y las cuchillas o cinceles de tornear. La eficiencia de las herramientas depende del material de que estn hechas y de la forma del filo.
Pero de una forma ms completa, las herramientas de corte utilizadas para todas las operaciones de torneo deben ser concebidas teniendo en cuenta los cuatro datos variables:
Composicin qumica y tratamiento del acero utilizado para construir la herramienta.
Duracin del corte de la Herramienta.
Forma de la herramienta y ngulos que determinan sus aristas cortantes.
Presin de la viruta sobre la Herramienta [5].
PARTES DE LA CUCHILLA
Una herramienta de corte tpica para usar en un torno (tambin conocida como buril)
consta principalmente de un cuerpo, mango o vstago, y de un cabezal donde se
encuentra la parte cortante. A su vez, el cabezal se compone de diversas partes [6].
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MATERIALES PARA LAS HERRAMIENTAS DEL TORNO
Es requisito indispensable que la herramienta de corte presente alta dureza, incluso a
temperaturas elevadas, alta resistencia al desgaste y gran ductilidad. Estas
caractersticas dependen de los materiales con los que se fabrica la herramienta, los
cuales se dividen en varios grupos:
Acero al carbono: de escasa aplicacin en la actualidad, las herramientas fabricadas
en acero al carbono o acero no aleado tienen una resistencia trmica al rojo de 250-300
C y, por lo tanto, se emplean solamente para bajas velocidades de corte o en el
torneado de madera y plsticos. Son herramientas de bajo costo y fcil tratamiento
trmico, pero por encima de 300C pierden el filo y la dureza. Con acero al carbono se
fabrican machuelos, terrajas, limas de mano y otras herramientas similares.
Acero rpido: son herramientas de acero aleado con elementos ferrosos tales como
tungsteno, cromo, vanadio, molibdeno y otros. Estos aceros adquieren alta dureza, alta
resistencia al desgaste y una resistencia trmica al rojo hasta temperaturas de 650 C.
Aunque a escala industrial y en el mecanizado de alta velocidad su aplicacin ha
disminuido notablemente en los ltimos aos, las herramientas de acero rpido an se
prefieren para trabajos en metales blandos o de baja produccin, porque son
relativamente econmicas y son las nicas que se pueden volver a afilar
en amoladoras o esmeriladoras provistas de una muela abrasiva de xido de aluminio,
de uso comn en la mayora de los talleres.
Carburo cementado o metal duro: estas herramientas se fabrican a base de polvo de
carburo, que junto a una porcin de cobalto, usado como aglomerante, le otorgan una
resistencia de hasta 815C. Los carburos ms comunes son: carburo de tungsteno (WC
owidia), carburo de titanio (TiC), carburo de tantalio (TaC) y carburo
de niobio (NbC). Por su dureza y buena resistencia al desgaste son las herramientas
ms adecuadas para maquinar hierro colado, metales no ferrosos y algunos materiales
abrasivos no metlicos. Otra categora de metales duros aleados comprende carburo
cementado recubierto, donde la base de carburo cementado se recubre con carburo de
titanio, nitruro de titanio (TiN), xido de aluminio, nitruro de titanio y carbono (TiCN) y
nitruro de titanio y aluminio (TiAlN).
Cermet (combinacin de material cermico y metal): aunque el nombre es aplicable
incluso a las herramientas de carburo cementado, en este caso las partculas base son
de TiC, TiCN y TiN en vez de carburo de tungsteno. El aglomerante es nquel-cobalto.
Estas herramientas presentan buena resistencia al desgaste, alta estabilidad qumica y
dureza en caliente. Su aplicacin ms adecuada es en los materiales que producen una
viruta dctil, aceros y las fundiciones dctiles.
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Cermica: existen dos tipos bsicos de cermica, las basadas en xido de aluminio y
las de nitruro de silicio. Son duras, con alta dureza en caliente y no reaccionan
qumicamente con los materiales de la pieza, pero son muy frgiles. Se emplean en
producciones en serie, como el sector automotriz y las autopartes, donde dado a su
buen desempeo, han logrado aumentar notablemente la cantidad de piezas fabricadas.
Nitruro de boro cbico (CBN): es el material ms duro despus del diamante. Presenta
extrema dureza en caliente, excelente resistencia al desgaste y en general buena
estabilidad qumica durante el mecanizado. Es frgil, pero ms tenaz que la cermica.
Diamante policristalino (PCD): es sinttico y casi tan duro como el diamante natural.
Presenta una increble resistencia al desgaste y una baja conductividad trmica, por lo
que la vida til de la herramienta es hasta cien veces mayor que la del carburo
cementado. Sin embargo, tambin es muy frgil, las temperaturas de corte no deben
exceder de 600 C, no puede usarse para cortar materiales ferrosos porque existe
afinidad y no sirve para cortar materiales tenaces.
CLASIFICACIN DE LAS HERRAMIENTAS DE CORTE
Las herramientas para torno pueden clasificarse:
1) Segn la direccin de avance de la herramienta:
Corte derecho (R): son herramientas que avanzan de derecha a izquierda.
Corte izquierdo (L): son herramientas que avanzan de izquierda a derecha.
2) Segn la forma del vstago de la herramienta:
Vstago recto: cuando desde el extremo de la herramienta se observa un eje
recto.
Vstago acodado: cuando desde el extremo de la herramienta se observa que
su eje se dobla hacia la derecha o la izquierda, cerca de la parte cortante.
3) Segn el propsito o aplicacin de la herramienta:
Cilindrado: la pieza se rebaja longitudinalmente para generar formas cilndricas.
Refrentado: se rebaja el extremo de la pieza para lograr que quede a 90
respecto del eje de simetra.
Torneado cnico: se combina el movimiento axial y radial de la herramienta
para crear formas cnicas y esfricas.
Roscado: la pieza se rebaja de forma helicoidal para crear una rosca que puede
servir para colocar una tuerca o unir piezas entre s.
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Mandrinado: se rebaja el interior de un orificio para lograr medidas muy
precisas.
Torneado de forma: la herramienta se desplaza radialmente de afuera hacia
adentro de la pieza. Un corte a profundidad constante deja la
forma ranurada oacanalada, mientras que un corte profundo corta totalmente el
cilindro (tronzado).
Taladrado: se emplea una broca para efectuar orificios en la pieza y las
herramientas empleadas en el taladrado en el torno son las mismas que se
utilizan en las taladradoras. Para efectuar agujeros profundos se utilizan
bsicamente dos tipos de brocas: brocas helicoidales con agujeros para la
lubricacin forzada y brocas para caones.
Escariado: para escariar en el torno, adems de las herramientas de filo simple,
se utilizan tambin los escariadores de dientes, tambin llamados escariadores
para mquina. Los escariadores estn formados por un nmero de dientes rectos
o helicoidales que vara de 4 a 16, dispuestos simtricamente alrededor del eje
de la herramienta.
4) Segn el mtodo de fabricacin de la herramienta:
Herramientas integrales o enteras: se forjan a la forma requerida en una sola
pieza de un mismo material. Se fabrican en forma de barra redonda, cuadrada o
rectangular de acero para herramientas forjadas, que en un extremo tienen su
filo cortante.
Herramientas compuestas: son de distintos tipos que podemos clasificar en
tres subgrupos:
o Herramientas fabricadas con distintos materiales: por lo general, el
vstago es de acero para construcciones y la parte cortante es de acero
rpido y est soldada a tope.
o Herramientas con placa soldada (plaquita de metal duro): vstago de
acero y parte cortante de acero rpido o widia en forma de pequea
pastilla o placa soldada. La soldadura de cada herramienta requiere
tiempo y destreza. Dependiendo de la aplicacin, de la forma del vstago
y de la direccin de avance, estas herramientas se clasifican segn
normas ISO y DIN (ver tabla ms abajo). La placa soldada puede volver
a afilarse cuando sea necesario y hasta el trmino de su vida til.
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o Portaherramientas con placa intercambiable: constan de un mango o
portaherramientas capaz de reutilizarse innumerables veces, en el que
alternativamente pueden montarse y desmontarse pequeas pastillas o
placas intercambiables denominadas insertos, de compuestos
cermicos, de forma triangular, cuadrada, rmbica, redonda u otras. Los
insertos estn diseados para intercambiarse o rotarse a medida que
cada borde de corte se desgasta y al trmino de su vida til se descartan,
por lo que no se requiere el afilado. Los insertos se clasifican bajo
estrictas normas ISO que veremos detalladamente en un prximo
artculo.
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CLASIFICACIN ISO/DIN DE LAS HERRAMIENTAS DE TORNO CON PLACA
WIDIA(PLAQUITA DE METAL DURO) SOLDAD EN METAL DURO
Las principales aplicaciones de las herramientas para torno, con la clasificacin
ISO/DIN especfica de las que presentan placa soldada de widia, detallada en la
siguiente tabla.
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CDIGO DE CALIDAD DE LAS PLAQUITAS DE METAL WIDIA O LLAMANDA WIDIA
La adecuacin de los diferentes tipos de plaquitas segn sea el material a mecanizar se
indican a continuacin y se clasifican segn una Norma ISO/ANSI para indicar las
aplicaciones en relacin a la resistencia y la tenacidad que tienen.
Serie ISO Caractersticas
Serie P ISO 01, 10, 20, 30, 40, 50 Ideales para el
mecanizado de acero,
acero fundido, y acero
maleable de viruta larga.
Serie M ISO 10, 20, 30, 40
Ideales para tornear acero
inoxidable, ferrtico y
martenstico, acero
fundido, acero al
manganeso, fundicin
aleada, fundicin maleable
y acero de fcil
mecanizacin.
Serie K ISO 1, 10, 20, 30
Ideal para el torneado de
fundicin gris, fundicin en
coquilla, y fundicin
maleable de viruta corta.
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Serie N ISO 01, 10. 20, 30 Ideal para el torneado de
metales no-frreos
Serie S
Pueden ser de base de
nquel o de base de titanio.
Ideales para el
mecanizado de aleaciones
termorresistentes y
speraleaciones.
Serie H ISO 01, 10, 20, 30 Ideal para el torneado de
materiales endurecidos.
CDIGO DE FORMATOS PARA PLACA WIDIA(PLAQUITAS DE METAL DURO)
Como hay tanta variedad en las formas geomtricas, tamaos y ngulos de corte, existe
una codificacin normalizada compuesta de cuatro letras y seis nmeros donde cada
una de estas letras y nmeros indica una caracterstica determinada del tipo de plaquita
correspondiente.
Ejemplos de cdigo de plaquita: SNMG 160408 HC
PRIMERA LETRA: indica la forma geomtrica de la plaquita.
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SEGUNDA LETRA: ngulo de incidencia de corte de la plaquita.
TERCERA LETRA: tolerancia que tiene la plaquita en radio y espesor.
CUARTA LETRA: tipo de sujecin que tiene la plaquita con el portaherramientas.
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Las dos primeras cifras indican en milmetros la longitud de la arista de corte de la
plaquita.
Las dos cifras siguientes indican en milmetros el espesor de la plaquita.
Las dos ltimas cifras indican en dcimas de milmetro el radio de punta de la plaquita.
ESPECIFICACIONES TCNICAS
Capacidad
Altura entre puntos
distancia entre puntos
dimetro admitido sobre bancada
dimetro admitido sobre escote
dimetro admitido sobre carro transversal
ancho de la bancada
longitud del escote delante del plato liso
Cabezal fijo
Dimetro del agujero del husillo principal
nariz del husillo principal
cono Morse del husillo principal
gama de velocidades del cabezal (habitualmente en rpm)
nmero de velocidades.
Carros
Recorrido del carro transversal
recorrido del charriot o carro superior
dimensiones mximas de la herramienta
gama de avances longitudinales
gama de avances transversales
recorrido del avance automtico (carro longitudinal)
recorrido del avance automtico (carro transversal)
Roscado
Gama de pasos mtricos
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gama de pasos Witworth
gama de pasos modulares
gama de pasos Diametral Pitch
paso del husillo patrn
Cabezal mvil
El cabezal mvil est compuesto por dos piezas, que en general son de fundicin. Una
de ellas, el soporte, se apoya sobre las guas principales del torno, sobre las que se
puede fijar o trasladar desde el extremo opuesto al cabezal. La otra pieza se ubica sobre
la anterior y tiene un husillo que se acciona con una manivela para el desplazamiento
longitudinal del contrapunto, encajndolo con la presin adecuada en un agujero cnico
ciego, denominado punto de centrado, practicado sobre el extremo de la pieza opuesto
al cabezal fijo.
Motores
Potencia del motor principal (habitualmente en kW)
Potencia de la motobomba de refrigerante (en kW)
Lunetas
Capacidad luneta fija mnima-mxima. Capacidad luneta mvil mnima-mxima
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No todos los tipos de tornos tienen las mismas especificaciones tcnicas. Por ejemplo
los tornos verticales no tienen contrapunto y solo se mecanizan las piezas sujetas al
aire. El roscado a mquina con Caja Norton solo lo tienen los tornos paralelos.
Ejemplo:
TORNO UNIVERSAL CU 325
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MOVIMIENTOS EN EL TORNO
Todas las mquinas herramientas tales como el torno, la fresadora, la limadora, la
taladradora, realizan distintos movimientos. Dichos movimientos son efectuados, ya sea
por el material que est siendo mecanizado o por la cuchilla con la cual hacemos el
trabajo de remover el material. Estos movimientos pueden ser:
Movimiento de corte
Movimiento de avance
Movimiento de penetracin [7].
-El movimiento de corte: es el movimiento que tiene la herramienta o pieza para
que se logre el desprendimiento de la viruta.
-El movimiento de avance: es el movimiento que permite a la herramienta
desprender material de una manera continua o intermitente.
-El movimiento de penetracin: es el movimiento que da la profundidad o el
espesor de la viruta.
Haciendo un anlisis de grfica de mecanizado en
el torno podemos determinar que:
-El movimiento de corte: es aquel que origina un
desprendimiento nico de viruta, durante una
revolucin
-El movimiento de avance: es la distancia que la
herramienta avanza por cada revolucin de la
pieza.
-El movimiento de penetracin: Supngase que se
pone en un torno un cilindro de acero de 48 mm de
dimetro y se tornea reduciendo su dimetro a 46
mm cualquiera que sea la velocidad y el avance, la
profundidad o penetracin de corte es de 2 mm.
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OPERACIONES DEL TORNO
A continuacin se describen los parmetros y
variables de corte asociados a cada una de
las operaciones mencionadas [8] .
n: velocidad del husillo
es la velocidad de giro de la pieza se mide en r.p.m.
v: velocidad de corte
es la velocidad tangencial en la parte exterior de corte se mide en m/min
Donde D es el dimetro exterior de la pieza expresado en mm
s: avance
representa la distancia recorrida por la herramienta por cada vuelta de la pieza
se mide en mm/rev ap: profundidad de pasada
distancia entre superficie sin cortar y cortada, medida perpendicularmente al movimiento de avance de la herramienta
Se mide en mm Solo coindice con la longitud de filo efectivo de la herramienta si su ngulo
de posicion es de 90
Ft: fuerza principal de corte
Ks Las fuerzas de corte (N/mm2) depende de :
Material de la pieza
Geometria de la pieza
Angulo de posicion Espesor de la viruta
Velocidad de corte Nt componente normal o fuerza de empuje:
Perpendicular al filo de corte y Ft
Se estima como el 60% de Ft
Componentes axial y normal
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Potencia de Corte
En funcion de la fuerza de corte
La capacidad de la alimentacin: Se define como la seccin de viruta la cual se
despega del material. Smbolo f en (mm/rev) y La longitud del corte por
minuto I(mm/min)
=
Tiempo de corte: Puede calcularse mediante la expresion
= = = + + () +
Tc(min) El tiempo del corte lm(mm) La longitud de mecanizado de la pieza I(mm/min) La longitud de corte por minuto
Longitud mecanizado lm : Se determina en base a los siguientes parmetros:
Le : longitudes de entrada de la herramienta
L: Propia longitud a cilindrar
Ap: Profundidad de pasada
cotg(kr) : contangente al angulo de posicion de la herramienta
ls :Longitud de salida de la herramienta
= + + () +
Cilindrado
La ms frecuente operacion es la de cilindrado, es decir es la de modificar (reducir en
exteriores e incrementar en interiores) el dimetro de una pieza, el movimiento de
avance es paralelo al eje z [9].
A continuacin se presenta una vista superior del maquinado en el torno y teniendo
como elementos:
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El avance (f).
La profundidad de pasada (ap)
El ancho de corte (b).
El ngulo de posicion (kr), La velocidad de corte (v).
La velocidad de avance (vf).
La velocidad de rotacion (N). El dimetro inicial (Di). El dimetro final (Df).
Tiempo de Mecanizado:
= = = + + () +
Donde
Tc(min) El tiempo del corte lm(mm) La longitud de mecanizado de la pieza I(mm/min) La longitud de corte por minuto Le : longitudes de entrada de la herramienta
L: Propia longitud a cilindrar
Ap: Profundidad de pasada
cotg(kr) : contangente al angulo de posicion de la herramienta
ls :Longitud de salida de la herramienta
Refrentado
La operacion de refrentado permite la obtencion de una superficie plana perpendicular
al eje de rotacion de la pieza. El movimiento de avance es, por tanto, transversal, es
decir, perpendicular al eje Z y paralelo al eje X.
El refrentado, en el supuesto de realizarse a velocidad de rotacion constante, no
presenta una velocidad de corte constante, siendo esta mayor a medida que la
herramienta se aleja del eje de rotacion .
El refrentado tampoco es constante la potencia de corte, alcanzndose el valor mximo
de sta en el punto de contacto pieza-herramienta ms alejado del eje de rotacion.
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Tiempo de mecanizado:
Donde:
lm(mm) La longitud de mecanizado de la pieza Vf(mm/min) velocidad de avance Le : longitudes de entrada de la herramienta
L: Propia longitud a cilindrar
Ap: Profundidad de pasada
cotg(kr) : contangente al angulo de posicion de la herramienta
ls :Longitud de salida de la herramienta
Di Df : Diametro interior , Diametro exterior
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Perfilado
El torneado en copia o perfilado puede definirse como una operacion de arranque de
material donde la direccion o avance cambia a lo largo del proceso de mecanizado, es
decir, incluye procesos parciales de cilindrado, refrentado y mecanizado con
direccionamientos mixtos.
El torneado en copia merece una atencion especial, o mejor dicho, el conocimiento de
una serie de limitaciones presentes durante su ejecucion debidas fundamentalmente al
posicionado de la herramienta.
Tradicionalmente se han escogido herramientas con un ngulo de punta de 35 y 55
(grados), pero ltimamente podemos incluir geometras ms diversas como plaquitas
redondas, triangulares y similares.
Roscado
La operacion de roscado, tanto en interiores como exteriores, no es ms que un caso
particular de la operacion de cilindrado en lo referente a su cinemtica, variando
respecto a aqulla las condiciones de corte y la geometra de la herramienta [10].
Ubicacin
Cuchilla
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Terminos y definiciones del roscado
1. Valle/base
Superficie inferior que une los dos flancos adyacentes de la rosca.
2. Flanco/lateral
El lado de la superficie de la rosca que conecta la cresta y el valle.
3. Cresta/superior
Superficie superior que une los dos laterales o flancos.
Tipos de Roscas
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Roscado en Torno
En el propio torno, y proximo a la caja, suelen llevar los tornos unas tablas impresas con
los pasos que es posible obtener y las ruedas que hay que colocar en la lira. Para estos
casos no hay ms que colocar las palancas en su lugar y las ruedas convenientes en la
lira. Con todo, siempre es bueno asegurarse de que se va a obtener el avance previsto
dando una pasada fina con la herramienta o comprobando el recorrido del carro sobre
la bancada.
Para ello se hace girar el eje principal cierto nmero de vueltas. Se mide el recorrido
logrado por el carro durante las mismas. Se divide el recorrido por el nmero de vueltas
del eje principal y se tendr el avance real del torno, que debe ser igual al deseado.
Tablas e interpretacin para el roscado Mediante la colocacin de los engranajes
se puede ajustar el avance del carro para roscar con cualquiera de los pasos que se
muestran a continuacin.
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Cajeado o Ranurado
El cajeado puede considerarse como una variante del refrentado, aunque se realiza con
una herramienta especial, unas condiciones de corte diferentes y en una posicion de la
generatriz que no est situada en el extremo de la pieza tal y como sucede en el
refrentado.
La geometra ms habitual del cajeado suele ser, aunque mediante el empleo de
herramientas con otras geometras pueden obtenerse cajas de diferentes formas.
Donde:
Velocidad de Avance (Vf )
Ancho de Corte (b)
Avance (f)
La velocidad de rotacion (N).
Tipos de Ranurado
En la operacion de ranurado, sin embargo, se procede a una penetracion rectilnea
perpendicular al eje de revolucion de la pieza (ranurado transversal) o paralelo a ste
(ranurado frontal). Un ejemplo de ranurado transversal sera el realizado para salidas de
roscas, mientras que un ranurado frontal sera un mecanizado tpico en discos de frenos.
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Tipos de Procesos de Ranurado
Moleteado
El moleteado no es una operacion de mecanizado propiamente dicha, puesto que no
elimina material de la preforma. Se utiliza para marcar con una geometra estriada
alguna de las superficies de revolucion de la pieza, a fin de facilitar su amarre manual,
impidiendo que esta resbale en el contacto con la mano por efecto del sudor o la grasa
depositada sobre la superficie [11] .
Tipos de moleteado. Los moleteados pueden ser:
a-Moleteados paralelos al eje de la pieza.
b-Moleteados en cruz
c-Moleteados en x o diagonal.
b a c
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Proceso de moleteado.
Utilizar una velocidad moderada de rotacin (n.p.m) y un avance bastante rpido. Se suele elegir una velocidad igual a la velocidad de corte para desbastar.
Empezar aplicando fuertemente el moleteador contra la pieza sobre una anchura aproximada de 1/3 del ancho de las moletas.
Refrigerar abundantemente para el acero.
Realizar el moleteado durante el desbaste, ya que la fuerte presin deformara la pieza.
Limpiar y soplar las estras de las moletas durante el moleteado.
Si se quiere moletear en X, debemos apretar el moleteador contra la pieza hasta lograr
la profundidad de moleteado. Despus se pone en marcha el avance (0,5 x separacin
entre rayas) recorriendo la pieza bajo una presin uniforme y constante.
El dimetro de la pieza antes del moleteado, est en funcin del paso de la moleta a emplear, y lo calculamos por la formula.
La cifra que aparece despus de moleteado en X nos indica el paso.
El moleteado en cruz o en diagonal se realiza con un moleteador provisto de dos ruedecillas que giran en el mismo sentido, pero el sentido de los dientes llevan direcciones diferentes la cabeza del mango va dispuesta en este caso, en forma basculante.
Sujecin del moleteador.
El moleteador se monta en el portaherramientas de carro superior en lugar de la cuchilla.
La pieza a moletear debe sujetarse muy firme, pues la presin ejercida sobre ella es muy fuerte.
La pieza no debe de sobresalir en exceso del plato de sujecin, porque flexara
D = d (1/2p)
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Velocidad de la pieza. La velocidad de la pieza para materiales blandos debe de ser de unos 25 a 30 m/min y de 20 a 25m/min. En materiales duros.
El avance suele ser la mitad del paso.
El aumento de dimetro es aproximadamente la 1/2 del paso.
Antes de desmontar la pieza se debe eliminar las rebabas cortantes que se producen en el moleteado.
El mandrinado
La operacion de mandrinado o mecanizado de interiores se realiza en piezas que posean un agujero previo que permita la introduccion del mandrino. En el caso del mandrinado torneado interior la seleccin de la herramienta est mucho ms restringida por el dimetro del agujero de la pieza y por la longitud (la profundidad del agujero con voladizo). Una norma general es seleccionar una herramienta con el voladizo ms corto posible y el tamao de la herramienta ms grande posible. La seleccin de la herramienta adecuada para la operacin, as como su aplicacin y sujecin correctas, influye a la hora de minimizar la flexin de la herramienta y la vibracin.
Torneado Esfrico
El torneado esfrico, no tiene ninguna dificultad si se realiza en un torno de Control
Numrico, porque programando sus medidas y la funcion de mecanizado radial
correspondiente, lo realizar de forma perfecta.
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Torneado de Conos
Este proceso consiste en dar forma cnica al material en rotacin haciendo desplazar la
herramienta oblicuamente al eje del torno, conforme a la inclinacin dada al carro
superior. Las siguientes figuras muestran la operacin de torneado cnico y las
dimensiones que se deben tener en cuenta para el clculo del ngulo de inclinacin el
carro superior (/2), respectivamente.
El ngulo de inclinacin se determina en base al grfico del carro porta herramienta y
utilizando la siguiente expresin:
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1.7 Conclusiones
A travs de la recopilacin de datos e informacin se determin la historia del torno a partir de sus primeras versiones hasta los tornos ms actuales desarrollados con el avance tecnolgico, adems de determinar los distintos tipos de torno que se han aparecido conjuntamente con el paso del tiempo y perfeccionamiento de las operaciones de esta mquina herramienta.
Las partes de ms relevancia en un torno son el cabezal principal, bancada, contrapunto, carro y unidad de avance.
La combinacin de los movimientos en el torno ofrecen un mejor acabado en
la geometra de la pieza a mecanizar.
Las herramientas de corte pueden ser de acero rpido , metal duro soldado
o plaquitas de metal duro cambiables, las cuales su duracin depende del
material que estn hecho y de la forma del filo, pero su correcta eleccin al
momento de comenzar a mecanizar dependen de la composicin del
elemento y de la geometra que posea la pieza.
En el proceso de Cilindrado y Refrentado hay una variante que es la
velocidad , en el cilindrado la velocidad de la herramienta con respecto al
cuerpo es constante sin embargo en el refrentado la velocidad de la
herramienta con respecto a cuerpo vara dependiendo de la profundidad de
corte entre menor sea el dimetro de refrentado la velocidad es mayor . con
estos datos y teniendo en cuenta se requiere utilizar la formulas antes
mencionadas y determinan los tiempos de trabajo respectivos.
En cuanto al roscado el manejo adecuado de las tablas que vienen en cada
torno y un conocimiento previo de mecanismos y relacin entre engranajes
se puede determinar el avance del husillo para la formacin de los pasos de
la rosca.
1.8 Referencias bibliogrficas
Bibliografa
[1] Inet, [En lnea]. Available: http://www.inet.edu.ar/wp-
content/uploads/2012/11/maquinas-y-herramientas.pdf.
[2] Blogespol, [En lnea]. Available: http://blog.espol.edu.ec/jhonathan/historia-del-torno-
y-la-fresadora/.
[3] Escuela Colombiana de Ingeniera, [En lnea]. Available:
http://www.escuelaing.edu.co/uploads/laboratorios/3474_torno.pdf.
[4] Unipaz, [En lnea]. Available:
http://tornosmecanicaunipaz.blogspot.com/2010/05/equipos-auxiliares-del-torno.html.
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[5] Geocities, [En lnea]. Available: http://www.geocities.ws/leon_df/htas.html.
[6] Maquinas y herramietnas, [En lnea]. Available:
http://www.demaquinasyherramientas.com/mecanizado/herramientas-de-corte-para-
torno-tipos-y-usos.
[7] [En lnea]. Available:
http://www.aprendizaje.com.mx/Curso/Proceso2/Temario2_IV_2.html .
[8] [En lnea]. Available:
http://www.eet6sannicolas.edu.ar/biblioteca/alumnos/1polimodal/mecanizado(2).pdf.
[9] Mestreacasa, [En lnea]. Available:
http://mestreacasa.gva.es/c/document_library/get_file?folderId=500002361246&name=
DLFE-286299.pdf.
[10
]
Sandvik, [En lnea]. Available:
http://www.sandvik.coromant.com/sitecollectiondocuments/downloads/global/technical
%20guides/es-es/c-2920-031.pdf.
[11
]
Acabados, [En lnea]. Available:
http://procesosdeacabados.weebly.com/moleteado.html.
[12
]
V. Espn, Taller Industrial.