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domingo, 20 de noviembre de 2016

Torno


EL TORNO

Fundamento:

En esta máquina, el arranque de viruta se produce al acercar la herramienta a la pieza en rotación, mediante el movimiento de ajuste. Al terminar una revolución completa, si no hubiera otros movimientos, debería interrumpirse la formación de viruta; pero como el mecanizado se ha de realizar, además de en profundidad (según la dirección de ajuste), en longitud (según el eje de rotación de la pieza), la herramienta deberá llevar un movimiento de avance. Según sea éste paralelo o no al eje de giro se obtendrán superficies cilíndricas o cónicas respectivamente. Se deduce de aquí que las partes esenciales del torno serán, aparte de la bancada, las que proporcionen los tres movimientos, de ajuste, avance y corte.

El torno más corriente es el llamado torno paralelo; los otros se consideran como especiales.

Partes principales del torno paralelo:


El torno paralelo se compone de las siguientes partes principa­les:





1º) Bancada: Es un zócalo de fundición soportado por uno o más pies, que sirve de apoyo y guía a las demás partes principales del torno. La fundición debe ser de la mejor calidad; debe tener dimensio­nes apropiadas y suficientes para soportar las fuerzas que se originan durante el trabajo, sin experimentar deformación apreciable, aún en los casos más desfavorables. Para facilitar la resistencia suele llevar unos nervios centrales.

Las guías han de servir de perfecto asiento y permitir un deslizamiento suave y sin juego al carro y contracabezal. Deben estar perfectamente rasqueteadas o rectificadas. Es corriente que hayan recibido un tratamiento de temple superficial, para resistir el desgaste. A veces, las guías se hacen postizas, de acero templado y rectificado.

2º) Cabezal: Es una caja fijada al extremo de la bancada por medio de tornillos o bridas. En ella va alojado el eje principal, que es el que proporciona el movimiento a la pieza. En su interior suele ir alojado el mecanismo para lograr las distintas velocida­des, que se seleccionan por medio de mandos adecuados, desde el exterior.

El mecanismo que más se emplea para lograr las distintas velocidades es por medio de trenes de engranajes. Los principales sistemas empleados en los cabezales de los tornos son:

Cabezal monopolea: El movimiento proviene de un eje, movido por una polea única. Las distintas velocidades o marchas se obtienen por desplazamiento de engranajes.

Transmisión directa por motor: En lugar de recibir el movimien­to a través de una polea, lo pueden recibir directamente desde un motor. En este tipo de montaje es normal colocar un embrague, para evitar el cambio brusco del motor, al parar o invertir el sentido de la marcha. La potencia al transmitir es más directa, pues se evitan pérdidas por deslizamiento de correas.

Caja de cambios: Otra disposición muy frecuente es la coloca­ción de una caja o cambio, situada en la base del torno; desde allí se transmite el movimiento hasta el cabezal por medio

de correas. Este sistema se presta muy bien para tornos rápidos y, sobre todo, de precisión. El eje principal queda descargado de tensiones, haciendo que la polea apoye en soportes adecuados.

- Variador de velocidades: Para lograr una variación de velocida­des, mayor que las limitadas por los mecanismos anteriores, se emplean en algunos tornos variadores de velocidad mecánicos o hidráulicos.

3º) Eje principal: Es el órgano que más esfuerzos realiza durante el trabajo. Por consiguiente, debe ser robusto y estar perfecta­mente guiado por los rodamientos, para que no haya desviaciones ni vibraciones. Para facilitar el trabajo en barras largas suele ser hueco. En la parte anterior lleva un cono interior, perfecta­mente rectificado, para poder recibir el punto y servir de apoyo a las piezas que se han de tornear entre puntos. En el mismo extremo, y por su parte exterior, debe llevar un sistema para poder colocar un plato portapiezas.

4º) Contracabezal o cabezal móvil: El contracabezal o cabezal móvil, llamado impropiamente contrapunta, consta de dos piezas de fundición, de las cuales una se desliza sobre la bancada y la otra puede moverse transversalmente sobre la primera, mediante uno o dos tornillos. Ambas pueden fijarse en cualquier punto de la bancada mediante una tuerca y un tornillo de cabeza de grandes dimensiones que se desliza por la parte inferior de la bancada. La superior tiene un agujero cilíndrico perfectamente paralelo a la bancada y a igual altura que el eje del cabezal. En dicho agujero entra suavemente un manguito cuyo hueco termina, por un extremo en un cono Morse y, por el otro, en una tuerca. En esta tuerca entra un tornillo que puede girar mediante una manivela; como este tornillo no puede moverse axialmente, al girar el tornillo el manguito tienen que entrar o salir de su alojamiento. Para que este manguito no pueda girar, hay una ranura en toda su longitud en la que ajusta una chaveta. El manguito puede fijarse en cualquier parte de su recorrido mediante otro tornillo. En el cono Morse puede colocarse una punta semejante a la del cabezal o bien una broca, escariador, etc. Para evitar el roce se emplean mucho los puntos giratorios. Además de la forma común, estos puntos giratorios pueden estar adaptados para recibir diversos accesorios según las piezas que se hayan de tornear.

5º) Carros: En el torno la herramienta cortante se fija en el conjunto denominado carro. La herramienta debe poder acercarse a la pieza, para lograr la profundidad de pasada adecuada y, también, poder moverse con el movimiento de avance para lograr la superficie deseada. Las superficies que se pueden obtener son todas las de revolución: cilindros y conos, llegando al límite de superficie plana. Por tanto, la herramienta debe poder seguir las direcciones de la generatriz de estas superficies. Esto se logra por medio del carro principal, del carro transversal y del carro inclinable.

A) Carro principal: Consta de dos partes, una de las cuales se desliza sobre la bancada y la otra, llamada delantal, está atornillada a la primera y desciende por la parte anterior. El delantal lleva en su parte interna los dispositivos para obtener los movimientos automáticos y manuales de la herramienta, mediante ellos, efectuar las operaciones de roscar, cilindrar y refrentar.

Dispositivo para roscar: El dispositivo para roscar consiste en una tuerca en dos mitades, las cuales por medio de una manivela pueden aproximarse hasta engranar con el tornillo patrón o eje de roscar. El paso que se construye variará según la relación del número de revoluciones de la pieza que se trabaja y del tornillo patrón.

Dispositivo para cilindrar y refrentar: El mismo dispositivo empleado para roscar podría servir para cilindrar, con tal de que el paso sea suficientemente pequeño. Sin embargo, se obtiene siempre con otro mecanismo diferente. Sobre el eje de cilindrar va enchavetado un tornillo sin fin que engrana con una rueda, la cual, mediante un tren basculante, puede transmitir su movimiento a un piñón que engrana en una cremallera fija en la bancada o a otro piñón en el tornillo transversal. El tren basculante puede también dejarse en posición neutra. En el primer caso se mueve todo el carro y, por tanto, el torno cilindrará; en el segundo, se moverá solamente el carro transversal y el torno refrentará; en el tercer caso, el carro no tendrá ningún movimiento automáti­co. Los movimientos del tren basculante se obtienen por medio de una manivela exterior. El carro puede moverse a mano, a lo largo de la bancada, por medio de una manivela o un volante.

B) Carro transversal: El carro principal lleva una guía perpendi­cular a los de la bancada y sobre ella se desliza el carro transversal. Puede moverse a mano, para dar la profundidad de pasada o acercar la herramienta a la pieza, o bien se puede mover automáticamente para refrentar con el mecanismo ya explicado.

Para saber el giro que se da al husillo y, con ello, apreciar el desplazamiento del carro transversal y la profundidad de la pasada, lleva el husillo junto al volante de accionamiento un tambor graduado que puede girar loco o fijarse en una posición determinada. Este tambor es de gran utilidad para las operaciones de cilindrado y roscado, como se verá más adelante.

C) Carro orientable: El carro orientable, llamado también carro portaherramientas, está apoyado sobre una pieza llamada platafor­ma giratoria, que puede girar alrededor de un eje central y fijarse en cualquier posición al carro transversal por medio de cuatro tornillos. Un círculo o limbo graduado indica en cualquier posición el ángulo que el carro portaherramientas forma con la bancada. Esta pieza lleva una guía en forma de cola de milano en la que se desliza el carro orientable. El movimiento no suele ser automático, sino a mano, mediante un husillo que se da vueltas por medio de una manivela o un pequeño volante. Lleva el husillo un tambor similar al del husillo del carro transversal.

Para fijar varias herramientas de trabajo se emplea con frecuencia la torre portaherramientas, la cual puede llevar hasta cuatro herramientas que se colocan en posición de trabajo por un giro de 90º. Tiene el inconveniente de necesitar el uso de suplementos, por lo cual se emplea el sistema americano, o bien se utilizan otras torretas que permiten la graduación de la altura de la herramienta, que además tiene la ventaja de que se puede cambiar todo el soporte con la herramienta y volverla a colocar en pocos segundos; con varios soportes de estos se pueden tener preparadas otras tantas herramientas.

Trabajos que se hacen con el torno paralelo:

Los trabajos característicos que se hacen en el torno paralelo son:

- Cilindrado exterior e interior.

- Refrentado.

- Torneado de conos exteriores.

- Troceado y ranurado.

- Otros trabajos de torneado.

- Roscado en el torno.

- Cilindrado exterior: Es una operación para dar forma y dimensiones a la superficie lateral de un cilindro recto de revolución. Se emplea siempre la herramienta adecuada, recta o curvada, de acuerdo con la operación de desbaste o de acabado. La posición debe ser correcta para que se pueda realizar toda la longitud de la pasada sin interrupciones. Hay que asegurarse de que no estorban: el perro, las garras del plato, la contrapunta, las lunetas, etc.

Así como en el desbaste lo fundamental no es ni la rugosidad ni la precisión, sino el rendimiento en la cantidad de viruta cortada, en el acabado, dentro de las limitaciones del torno, lo fundamental es la precisión en las medidas y la rugosidad, que deben ser pedidas en los dibujos de taller. Se realiza maniobrando de igual modo que en el cilindrado de desbaste, pero variando los elementos de corte, como son la velocidad, el avance y la profundidad de pasada, así como la herramienta.

- Refrentado: Se llama así a la realización de superficies planas en el torno. El refrentado puede ser completo, en toda la superficie libre, o parcial, en superficies limitadas. También existe el refrentado interior.

Las herramientas normales suelen ser definidas por las normas DIN 4.978, 4.980 y 4.977. También pueden emplearse las DIN 4.971 y DIN 4.876 y otras similares o sus correspondientes UNE o ISO. Un detalle importante a tener en cuenta es el ángulo de posición; hay que evitar que la herramienta tienda a acuñarse o clavarse en la pieza.

Preparadas la pieza y la herramienta y seleccionada la velocidad, se procede a dar la pasada. Si la superficie es pequeña se puede dar la profundidad de pasada con el carro principal y, una vez lograda, se mantiene fijo el carro con una mano, mientras con la otra se da el avance a mano, accionando el husillo transversal, o se pone el automático de refrentar.

Si la superficie es mayor y el trabajo es de precisión, es mejor actuar de la manera siguiente :

- Se aproxima la herramienta con los carros principal y transver­sal.

- Se fija el carro principal apretando el sistema de frenado o fijación del mismo.

- Se da la profundidad de pasada por medio del carro orientable (conviene que esté paralelo al eje princi­pal). Si se han de dar varias pasadas, se pone el tambor a cero y se va controlando en el mismo la profundidad rebajada. Naturalmente, si la superficie es completa y se refrenta del centro hacia fuera, la pasada debe darse en marcha.

- Se coloca el automático de refrentar.

- Torneado de conos exteriores: En líneas generales, es muy parecido al torneado de cilindros. Pero presenta algunas peculiaridades. El torneado de conos puede hacerse de varias maneras:

- Con inclinación del carro orientable,

- Con aparato copiador,

- Entre puntos con desplazamiento del cabezal.

Para pequeñas serie o piezas únicas suele emplearse el primer procedimiento. Tiene el grave inconveniente de que, al no tener movimiento automático el carro orientable, la uniformidad no puede ser muy buena, salvo que se posea una gran práctica y destreza. Para grandes series es aconsejable emplear el segundo o tercer procedimiento.

Un detalle muy interesante, a tener en cuenta en cualquier sistema empleado en el torneado de conos, es que la punta de la herramienta debe estar perfectamente a la altura del punto o eje del torno. Si no se hace así, la superficie cónica no resulta tal, ya que la herramienta no se desplaza sobre una generatriz, sino sobre una línea que se cruza con el eje, dando lugar a una superficie reglada cónica,

pero no a un cono.

Torneado de conos por inclinación del carro orientable:

La inclinación del carro orientable no se puede hacer con precisión, solamente con la graduación del mismo, ya que normalmente no se alcanzan apreciaciones menores de 15'. Pero es muy interesante como primera aproximación; por eso, en los dibujos no debe faltar nunca la acotación de la inclinación o semiángulo del cono en grados, aunque sólo sea aproximado.

Torneado de conos con copiador:

Es el procedimiento recomenda­do para grandes series. El copiador puede ser hidráulico o mecánico; pero en ambos sistemas, la base fundamental es la plantilla guía, cuyo ángulo debe ser el del semiángulo del cono. En la calidad y precisión de la colocación de la plantilla estriba la precisión de la conicidad. El acabado puede ser de buena calidad, por hacerse con el avance del carro principal, que como es lógico, se mueve automáticamente igual que para el cilindrado. La verificación se hace, como anteriormente se indicó, en las primeras piezas; ya que, trabajando normalmente, no se suele desajustar el copiador y, por tanto, sólo habrá que verificar el diámetro para las otras piezas. Por seguridad, a cada cierto número de piezas, conviene verificar también la conicidad.

Torneado de conos entre puntos con desplazamiento del contracabezal:

Es el tercero de los sistemas anotados; como el anterior, se presta para series de conos largos de poca conici­dad, ya que el desplazamiento de la contrapunta es limitado. En estos casos los puntos deben ser esféricos, ya que los normales no se apoyarían correctamente, sobre todo en los casos más desfavorables. Por razones de desgaste, el punto del contracabe­zal conviene que sea giratorio, ya que el contacto se reduce a una simple línea.

- Troceado: Consiste en cortar una pieza en partes. Es una operación delicada que requiere gran seguridad y experiencia, pero resultará más fácil si se tiene en cuenta las causas de la dificultad. El peligro principal está en los inconvenientes que encuentra la viruta para salir de la ranura, particularmente cuando el canal tiene cierta profundidad.

Torneado de interiores o mandrinado:

Esta operación consiste en realizar cilindros o conos interiores, cajas, ranuras, etc. Como en el taladrado, el montaje debe ser tal que deje libre el extremo de la pieza.

Roscado: El roscado en el torno puede hacerse por medio de machos y terrajas convencionales y con herramientas especiales, cuando se trata de trabajo en serie. Si la rosca tiene mucho paso o dimensiones no normalizadas, se efectúa el roscado con herramienta simple. Para ello es preciso que al mismo tiempo que gira la pieza que se trabaja, la herramienta avance a una velocidad que depende del avance de la rosca que se ha de construir y del número de revoluciones que da el eje del torno.

Moleteado: Es la operación que tiene por objeto producir una superficie áspera o rugosa, para que se adhiera a la mano, con el fin de sujetarla o girarla más fácilmente. La superficie sobre la que se hace el moleteado normalmente es cilíndrica.

Trabajos especiales en el torno:

Además de los ya explicados, se pueden realizar trabajos especiales en el torno, especialmente cuando no se dispone de la maquinaria adecuada para ello. Casi todos estos trabajos exigen el empleo de utillaje idóneo: torneado esférico, destalonado de fresas, rectificado, roscado cónico, etc.

Tipos de tornos:

El torno que se ha utilizado para la descripción general de sus diferentes mecanismos es el torno paralelo o cilíndrico. La índole de las piezas, el numero de ellas o los trabajos especiales han impuesto la necesidad de otros tipos que se diferencian, principalmente, por el modo de sujetar la pieza o el trabajo que realizan. Los mas importantes son:

_Tornos revolver: Se distinguen de los cilíndricos en que no llevan contrapunto y el cabezal móvil se sustituye por una torre giratoria alrededor de un árbol horizontal o vertical. La torre lleva

diversos portaherramientas, lo cual permite ejecutar mecanizados consecutivos son sólo girar la torreta.

b) Tornos al aire: Se utilizan para el mecanizado de piezas de gran plato, en el eje principal. El avance lo proporciona una cadena que son difíciles de fijar en dos puntos. Entonces se fija la pieza sobre un gran plato en el eje principal. El avance lo proporciona una cadena que transmite, por un mecanismo de trinquete, el movimiento al husillo, el cual hace avanzar al portaherramientas.

c) Tornos verticales: Los inconvenientes apuntados para los tornos al aire se evitan haciendo que el eje de giro sea vertical. La pieza se coloca sobre el plato horizontal, que soporta directamente el peso de aquella. Las herramientas van sobre carros que pueden desplazarse vertical y transversalmente.

d) Tornos automáticos: Son tornos revolver en que pueden realizarse automáticamente los movimientos de la torreta así como el avance de la barra. Suelen usarse para la fabricación en serie de pequeñas piezas.



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