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C.P.E.T. Río Grande Trayectos Técnicos Profesionales, Equipos e Instalaciones Electromecánicas

CNC y CAD/CAM aplicado procesos de producción

Apunte Nº 1

Maquina Herramienta: El Torno

De “Mecánica de Taller II” editorial Thema “Tecnología Mecánica” - Pezzano Apuntes de clase

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Colegio Prov. de Educ. Tecnológica Río Grande

Equipos e Instalaciones Electromecánicas

Colegio Provincial de Educación Tecnológica Trayecto Técnico Profesional Equipos e Instalaciones Electromecánicas Módulo: C.N.C. CAD/CAM Pág. 1

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El Torno

Como máquina herramienta el torno es quizá, junto con la fresadora, la máquina más importante del taller mecánico.

En este tipo de máquinas la pieza está sometida a un movimiento de rotación y se conforma por medio de una herramienta dotada de un movimiento de avance, que normalmente es paralelo al eje de rotación de la pieza.

El torneado, como todas las demás elaboraciones efectuadas con máquina herramienta, consiste en el arranque de material (viruta) de la pieza a elaborar.

La viruta es arrancada por una herramienta en la que están soldadas unas placas cortantes, que son las que producen la función (fig. 1).

Fig.l.

Para que corten, estas placas deben ser de dureza superior a la del material a trabajar.

La herramienta (u) trabaja clavándose en la pieza (p). El giro rotatorio uniforme de esta última alrededor del eje de rotación (a) permite un desprendimiento continuo y regular del material.

La fuerza necesaria para el arranque del material es trabajada por la pieza en elaboración, mientras que la herramienta hace de reacción a esta fuerza, estando rígidamente fijada al portaherramientas.

Las interacciones entre la herramienta y la pieza que permiten el torneado se ve en la figura 2:

Fig.2.

• Movimiento de corte (1). Es el principal y el que permite el corte del material. Se trata del movimiento giratorio que posee la pieza en ela-boración.

• Movimiento de avance (a). Es el movimiento rectilíneo que posee la herramienta y que presiona a lo largo de la superficie de trabajo para

encontrar siempre nuevo material que arrancar.

• Profundidad de pasada (p). Es el movimiento que determina la profundidad de giro, situando el útil en el interior de la pieza, regulando la profundidad de parada y por consiguiente el espesor de la viruta.

El torno es la máquina que se emplea para la mecanización de piezas de revolución. Componentes principales: el torno cilíndrico consta de los siguientes componentes (figs. 3 y 4).

u

a

a


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g c l z k m

Fig.4

h

f

a1

i i n p

Fig. 3


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Bancada

La bancada (a) es la pieza más robusta de cualquier máquina herramienta, ya que es la que sirve de soporte para todos los demás componentes de la máquina. Normalmente es de fundición y en los tornos que son pequeños, de una sola pieza. En su parte superior lleva los prismas (b) o guías del cabezal móvil o contrapunto y del carro portaherramientas (fig. 5).

Para dar mayor robustez al conjunto e impedir deformaciones de los prismas, las bancadas a ve-ces se refuerzan con unos nervios, bajo los cuales se coloca una bandeja para recoger el lubricante. Al lado del cabezal fijo la bancada presenta un escote (s) que sirve para tornear piezas de mayor diámetro que la altura de los puntos.

Algunos de estos escotes se consiguen desmontando una parte de los prismas, pudiéndose utilizar en toda su longitud cuando convenga.

La bancada, al ser una de las piezas fundamentales del torno, ya que de su robustez y de la preci-sión con que estén mecanizadas sus guías depende en gran parte el rendimiento de la máquina, es muy importante que esté perfectamente estabilizada, a fin de evitar posibles deformaciones con el paso del tiempo

Cabezal fijo Normalmente está formado por una caja de fundición, que va atornillada sobre el extremo iz-

quierdo de la bancada. Este cabezal contiene el eje principal, en cuyo extremo van los órganos de sujeción de la pieza y los engranajes de reducción, por medio de los cuales y de la fuerza desarrollada por el motor se imprime el movimiento de rotación a la pieza (fig. 6).

El eje principal, normalmente es hueco y va apoyado en cojinetes de bronce, que según la poten-cia del torno pueden ser de rodillos cónicos. Estos cojinetes son ajustables para corregir las holguras producidas por el desgaste con el uso. El eje tiene su extremo de trabajo, que sobresale del cabezal y se denomina husillo, roscado exteriormente para acoplar los platos de sujeción o de arrastre.

El interior del husillo es cónico, según las normas de los conos morse, para poder ajustar en él una pieza de acero que acaba en punta y que se denomina punto. El punto sirve para sostener un extremo de la pieza.

La figura 6 muestra la disposición del conjunto de elementos que intervienen. En el árbol 1 tenemos: a) Polea b) Embrague para una arrancada suave e) Freno de fricción para parar rápidamente la máquina d) Tren de engranajes fijos En el árbol acanalado 2 tenemos:

s

b

a

Fig. 5


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e) cuatro engranajes conducidos, deslizables por el eje fijo f) dos engranajes conductores deslizables por el eje En el eje 3 tenemos: g) dos engranajes conducidos fijos

Las cuatro posibilidades de acoplamiento entre el árbol 1 y el árbol 2 y luego entre el árbol 2 y el eje 3, permiten obtener para esta disposición 4 X 2 = 8 velocidades para la misma velocidad del motor.

Fig. 6

c b a

g e

d

Cabezal móvil o contrapunto

El cabezal móvil se encuentra en el extremo derecho y opuesto al cabezal fijo, sobre las guías del torno, pudiéndose deslizar en toda su longitud (fig. 7). El cabezal móvil está formado por dos piezas generalmente de fundición, una de las cuales sirve de soporte (a) y contiene las guías que se apoyan sobre las del torno y el dispositivo de fijación para inmovilizarlo (d). La otra pieza de la parte superior (b) es de forma alargada y en la prolongación del eje principal del cabezal fijo contiene el contrapunto (i), que constituye el otro apoyo de la pieza que mecaniza. Esta pieza lleva además un mecanismo formado por el husillo roscado (e y f) y su tuerca, que permite avanzar o retroceder el contrapunto para fijar la pieza. Es decir que el cabezal móvil se acerca a la pieza en la posición más adecuada y se bloquea por medio del tornillo de fijación que lleva en su parte inferior (d). A través del mecanismo del husillo se hace avanzar por medio de un volante (g) el contrapunto, hasta que la punta quede encajada a la presión debida en el hueco de la pieza.


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Normalmente este avance es de 0,1 mm por cada división. Este contrapunto tiene la misma forma que el punto del cabezal fijo. También se emplean puntos giratorios, que tienen la ventaja de poder girar con la pieza disminuyendo el esfuerzo de giro sobre la punta. Algunos cabezales móviles van provistos de una base postiza que puede desplazarse transversalmente al eje del torno, y así se puede descentrar el contrapunto del torno. Esto es ventajoso y muy útil cuando se hayan de mecanizar conos. Para

determinadas operaciones, el contrapunto se sustituye por una broca o un escariador, cuyos mangos son de cono morse; e incluso, si éste no es el adecuado, se le puede poner un cono morse postizo.

Al mismo tiempo, dispone de un tornillo lateral (c) que sirve para regular la holgura que pueda presentarse con el tiempo y el uso.

La palanca (n) sirve para bloquear el eje cónico (1) que contiene al punto en su avance. El avance del punto se controla por medio de un tambor graduado (m). La extracción del contrapunto se efectúa ha-ciendo retroceder el eje cónico mediante el giro del husillo. Llegando el tornillo (e) a cierta posición empuja al punto y lo saca de

su alojamiento.

Carro portátil

Este carro lleva la herramienta y le comunica los movimientos de avance y profundidad. En realidad este carro está formado por otros tres: el carro principal, el carro transversal y el carro superior orientable.

Carro principal

Este carro se desliza sobre las guías de la bancada y lleva en su parte delantera o delantal los mecanismos para producir los movimientos de avance y profundidad de pasada, tanto en manual como en automático (a y b): engranaje a piñón y cremallera (fig. 8).

Carro transversal

Este carro se desliza transversalmente sobre las guías del

carro principal. Es movido a mano o automáticamente por los mecanismos que lleva el carro principal, por medio del volante (d) que lleva el limbo graduado (e) (fig. 9)

Carro superior orientable

Este carro está formado por tres piezas principales: la base, el charriot y el

Fig. 7

b

d

h i

Fig. 9 d

Fig. 10

g f


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portaherramientas. La base está sobre una plataforma giratoria (g) que puede orientarse en cualquier posición, determinada por un limbo graduado. Esta base lleva unas guías en forma de cola de milano sobre las que se desliza el charriot, en el que va situado el portaherramientas en forma de torreta (fig. 10).

Sujeción de la herramienta La fijación de las herramientas en el portaherramientas puede realizarse por medio de una brida,

colocando las herramientas a la altura adecuada (que es el centro del punto) por medio de gruesos. Para sujetar varias herramientas a la vez se usa la torreta, que es la que normalmente se suministra con los tornos, en la que pueden colocarse hasta cuatro herramientas que se ponen en posición de trabajo simplemente aflojando una maneta de fijación de la torreta y haciendo girar ésta hasta colocar en posición la herramienta deseada.

La figura 11 nos muestra un sistema de fijación de la herramienta. En ella se ve que la altura de la herramienta está regulada por medio de unos gruesos (p). El blocaje se efectúa por medio de una pletina (s), un tornillo de nivelación (v) y la tuerca de blocaje (d).

El portaherramientas de torreta permite fijar hasta cuatro herramientas a la vez (fig. 12). Esta torreta puede girar alrededor de su eje vertical, pudiendo presentar a la pieza la herramienta que se requiera.

La figura 12 muestra la torreta portaherramientas con regulación de la altura de las mismas. Éstas se regulan por medio del tornillo (v), sin tener que recurrir a las pletinas de espesor.

El portaherramientas puede fijarse en tres posiciones sobre el bloque central giratorio, que constituye la torreta.

Una vez obtenida la altura deseada, ésta se bloquea mediante la excéntrica (e) para que la torreta no pueda moverse de su posición; la orientación de la misma se efectúa por medio de la clavija de posicionamiento (s).

La parte de la herramienta que sobresale del portaherramientas debe ser limitada, a fin de que no se cree un brazo de palanca excesivo. Hay que tener presente que debe evitarse que la herramienta esté sometida a oscilaciones elásticas, aunque son mínimas.

Siem-

pre que esta reacción ocurra, hay que disponer las placas de espesor de manera que el cuerpo de la herramienta se apoye en toda su longitud sobre ellas.

Cuando la disposición de los gruesos es correcta, el brazo de palanca de la herramienta (b) resulta en efecto menor que el brazo (b¡), determinado por una mala disposición de los gruesos.

El corte de la herramienta debe estar dispuesto en posición perpendicular respecto a la superficie de trabajo (fig. 13).

En el caso de que el corte de la herramienta este dispuesto de forma inclinada,

hacia la dirección del avance, la herramienta puede romperse o clavarse en las piezas.

Todas estas disposiciones deben observarse escrupulosamente, ya que de ello depende la vida de la herramienta y por consiguiente el costo de la pieza que se elabora.

s

p

p

s

Fig. 11

Fig.12

no si

Fig 13


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Movimientos de la herramienta

Las herramientas, una vez fijadas en el portaherramientas realizan dos movimientos principales, el longitudinal o de avance y el transversal o de profundidad de pasada.

El movimiento de avance se puede realizar a mano por medio de un volante, que a través de una reducción de engranajes hace girar un piñón engranado con una cremallera fijada en la bancada. También puede aplicarse el movimiento transversal haciendo girar la manivela que hace girar el husillo que mueve el charriot y por lo tanto el portaherramientas (fig. 14).

El movimiento de profundidad de pasada se realiza a mano haciendo girar la manivela que mueve el husillo de accionamiento del carro transversal (fig. 19). Ambos movimientos pueden realizarse automáticamente por medio de una transmisión de engranajes que arranca desde el eje principal del torno y que permite seleccionar el movimiento automático longitudinal o trans-versal

Este mecanismo tiene los siguientes elementos principales: • Un inversor, que

engrana con un piñón del eje principal y tiene como finalidad el cambio de sentido de rotación de toda la cadena de engra-najes. Está formado por tres piñones acoplados entre sí en una armadura basculante que permite engranar uno o dos piñones intermedios con el piñón del eje principal, con lo que se obtiene dos sentidos de marcha (fig. 16).

El engranaje (a), solidario con su eje (h), engrana constantemente con el engranaje libre (b) y con la rueda (c). Al mismo tiempo el engranaje libre (b) engrana continuamente con la rueda (d). Las ruedas (c y d) engranan alternativamente con el árbol de la rueda (f) mediante un mecanismo de un solo diente constituido por un aro largo y otro estrecho, que se accionan a derecha o izquierda por medio de la palanca (e).

Cuando se engrana la rueda (c), el árbol de la rueda (f) gira en sentido contrario al del eje (h). Cuando la que se engrana es la rueda (d), el árbol de la rueda (f) gira en el mismo sentido del eje (h) porque el movimiento pasa a través del engranaje libre (b), que invierte el sentido de rotación,

• Una lira de ruedas intercambiables. Este mecanismo está formado por varias ruedas dentadas acopladas por un

armazón cuya forma recuerda una lira o guitarra; de ahí su nombre. Las ruedas son intercambiables por otras, para variar en un amplio margen la relación de velocidades entre el eje principal y las barras de cilin-drar y roscar.

• Una caja de avances o caja Norton. A las ruedas intercambiables sigue una caja de velocidades que permite obtener una mayor variación de la velocidad en la barra de cilindrar y de roscar. El sistema más

Fig. 15

Fig. 16

a b c


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empleado es el de la caja Norton, compuesto por un par de piñones, uno de ellos desplazable en el último eje estriado de las ruedas intercambiables para que el otro piñón pueda engranarse a voluntad con cada una de las ruedas dentadas dispuestas en el eje de cilindrar.

• Una barra de cilindrar. Los piñones secundarios de la caja Norton accionan una barra, denominada de cilindrar, que transmite su movimiento por un tornillo sinfín que puede deslizarse por ella en toda su longitud, a una rueda helicoidal en cuyo mismo eje hay otra rueda engranada con un piñón que movido por una palanca -que puede accionar el operario-, puede ocupar tres posiciones (fig. 8).

Una de ellas es el avance longitudinal de la herramienta. Otra posición sirve para obtener el movimiento transversal o de profundidad de pasada de la herramienta. En la posición O se tiene el punto muerto, puesto que no engrana con ningún mecanismo. Con este sistema es imposible embragar simultáneamente el avance del carro de la bancada y el del carro transversal, lo que evita que se produzcan importantes averías.

• Una barra de roscar que va engranada con la barra de cilindrar. El movimiento circular de la barra de roscar se transforma en el rectilíneo y continuo del carro de la bancada por la acción de dos medias

tuercas solidarias con éste que se cierran sobre la barra de roscar a voluntad del operario. El movimiento de apertura de las dos tuercas se logra por medio de un plato de ranuras excéntricas por las que se deslizan bulones fijos en cada media tuerca. Al girar el plato se acercan las medias tuercas y queda prácticamente completa la tuerca. Para evitar el acoplamiento simultáneo de la barra de cilindrar y la de roscas con el carro, se dispone de un sistema de enclavamiento en sus dos

posiciones: para cilindrar y para roscar. Esto se consigue por medio del perno (p), que se introduce en las acanaladuras (c) del disco (b) (fig. 17).

Sujeción de la pieza

La sujeción de las piezas en el torno puede hacerse de diferentes maneras: entre puntos por medio del plato de garras, por medio de pinzas, por medio de mandrinos auxiliares, por medio de plato de arrastre y escuadras.

Herramientas de corte Los materiales más usados en la construcción de herramientas de corte son el acero al carbono, acero

rápido, que es una aleación con Wolframio (W), Cromo (Cr) y Vanadio (V), metales que le confieren mayor resistencia al calentamiento y al desgaste, acero extrarápido o metales duros, aleado con los metales ya mencionados más Molibdeno (Mo) y Cobalto (Co); aleaciones duras, como las denominadas estelitas, carburos metálicos, conocidos con su nombre comercial Widia, aleaciones no ferrosas, cerámicos, diamante. Según sea el tipo de material de la herramienta será su ángulo de filo de corte; las herramientas de acero al carbono y de acero rápido tienen los ángulos de filos de corte casi de un mismo valor ya que son de materiales similares, pero como las primeras tienen menor poder de absorción de calor, pierden el filo de corte con mayor rapidez. En general se exige en las herramientas un mínimo

p

b

Fig. 17


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empleo de fuerza y una máxima velocidad de corte, lo cual se admite en trabajos que carezcan de vibraciones. Los tipos y formas de herramientas varían de acuerdo al material a trabajar y al tipo de trabajo, existiendo

herramientas de corte con distintos ángulos de filos frontales y laterales, utilizados para desbastar, afinar, tronzar, dar forma, taladrar, tallar engranajes, etc., estando normalizadas, según normas ISO, como más importantes, nueve formas distintas. En la figura (Fig.5.13) se muestran algunas de las formas de las herramientas ya mencionadas, correspondiendo: (a) herramienta de tronzar, (b) y (c) herramientas de forma, (d) herramienta de roscar.

Los ángulos que se deben considerar en el torneado no solo corresponden al filo y forma de la herramienta en sí, sino que además se deben tener en cuenta los ángulos de posición de la herramienta respecto de la pieza a trabajar. Así se pueden observar en la figura (Fig.5.14), en la herramienta el ángulo de filo α, mayor para materiales duros que para los blandos y el ángulo de punta θ, si es pequeño la herramienta se desafila rápidamente, y en el posicionamiento de la herramienta respecto de la pieza trabajada se tiene el ángulo de incidencia β, para evitar que la herramienta roce la pieza, el ángulo de despojo o de atque ε, cuanto mayor es más fácil es el arranque de viruta, estando limitado por el ángulo de filo, el ángulo de corte γ que es la suma de los ángulos de incidencia y de filo, y el ángulo de posicionamiento o colocación lateral δ el cual da el ancho de la viruta, cuando más grande, menor es el ancho de esta última. Los ángulos de la herramienta dependen por lo general del material de la misma y del tipo de material a trabajar, en tanto que los de posición dependen del tipo de trabajo a realizar.

Al aumentar el ángulo de ataque ε, disminuye la fuerza de corte, resintiéndose el filo, por lo que es aconsejable hacer ε tanto más pequeño cuanto más duro sea el material a trabajar. También el ángulo de incidencia β debe ser pequeño, ya que un ángulo mayor de lo necesario, además de debilitar el filo, puede producir vibraciones. Cuanto menor es el ángulo de colocación lateral δ, más se ve favorecida la herramienta y su filo. El ángulo de filo α dependerá de los ángulos de ataque ε y de incidencia β.

La posición de la herramienta es importante, ya que ello influye en el trabajo de cilindrado, tanto interno

como externo. Pueden presentarse tres casos, según muestra la figura (Fig.5.15), 1- que el plano que pasa por el punto medio de la arista de corte pase también por el eje geométrico de la pieza y que además sea paralelo al plano de base sobre el cual apoya la herramienta (Fig.5.15a), 2- que la herramienta esté más baja que la correspondiente a la posición normal media, como se indica en la figura (Fig.5.15b), para la cual existe un aumento del ángulo de incidencia β y una disminución del ángulo de despojo ε, 3- que la herramienta esté por encima de la posición normal media (Fig.15.5c).

La herramienta en la posición A se utiliza para pasadas finas o de acabado, ya que para virutas de secciones grandes se produciría la flexión de la herramienta que podría a su vez anular el ángulo o hacerlo negativo, con lo cual solo se produciría el raspado de la pieza en lugar del corte.

La elevación exagerada de la herramienta sobre la posición normal media (Fig.15.5d) puede producir lo que se denomina clavada o interferencia, o aún producir la rotura de la herramienta.


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Las herramientas de corte, según se puede observar en la figura (Fig.5.16) tienen, por lo general la forma prismática recta (a) y (b) o curva (c) y (d), con corte a la izquierda (a) y (c), o con corte a la derecha (b) y (d), pudiendo observarse en (e) las partes principales de la misma, siendo A filo de corte secundario, B punta, C filo de corte principal, D superficie de incidencia principal, E base, F mango y G hombro. Pueden ser de un solo material, o cuando el mismo es muy caro, tener

como se muestra en la figura (Fig.5.17) para abaratar costos, soldadas al mango, en (a) plaquitas de metal duro A, en (b) plaquitas de material cerámico B, sujetas en soportes especiales, o como en (c) la parte cortante C de acero rápido. Las herramientas, según sea el tipo de trabajo al que estén sometidas en el torno, son sujetadas firmemente para evitar que se muevan o flexionen en el trabajo del corte del material, utilizándose diversos tipos de portaherramientas, algunos de los más utilizados se muestran en la figura (Fig.5.18), empleándose el (a) para cortes de poca fuerza, el (b), denominado puente de sujeción o también garra de sujeción, se utiliza para fijar la herramienta en caso de grandes esfuerzos de cortes y el (c) es un portaherramienta cuádruple, ya que sujeta simultáneamente cuatro herramientas permitiendo cambiar rápidamente la herramienta con la cual se trabaja, rotando el portaherramienta.

Montaje entre puntos

Este procedimiento sólo se utiliza para trabajos exteriores. La pieza va montada entre el punto y el contrapunto. Esta pieza, antes de colocarla tal como se describe, debe tener hechos los dos huecos o puntos en cada cara paralela, a fin de que se puedan alojar las puntas de los puntos del torno. El trazado de los puntos puede realizarse por medio del gramil, trazando dos líneas que se cruzan en la cara de la pieza (fig. 18). A continuación se marca el punto con la taladradora, o bien utilizando la broca especial de conicidad igual a la de los puntos del torno (fig. 19). La pieza montada de esta manera es arrastrada por medio de platos (d) y perros de arrastre (b), ya que por sí misma no giraría (fig. 20).

Cuando se tornean piezas muy largas con relación al diámetro, es necesario, a fin de evitar la flexión de la pieza, que ésta se apoye en unos dispositivos denominados lunetas. Éstas pueden ser de dos clases distintas. Las llamadas lunetas fijas, se apoyan en las guías de la bancada del torno y su único fin es sostener la pieza.

Las lunetas móviles van montadas en el carro principal y se emplean para contrarrestar la fuerza de corte.

Se debe tener presente que la parte de la pieza destinada a apoyarse en la luneta ha de ser per-fectamente cilíndrica y suficientemente lisa. Si esto no se cumple puede apoyarse provisionalmente en otro tramo, torneándose cuidadosamente el apoyo para la luneta.

Para la colocación de la luneta fija hay que asegurarse de que sus apoyos mantienen la pieza perfectamente centrada respecto al eje del torno. De no hacerla así, el agujero torneado puede resultar defectuoso. Se puede favorecer el centrado por medio del punto del contrapunto o dando una pasada exterior para ver si cilindra perfectamente.


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La presión de los apoyos de la luneta debe ser tal que no le deje juego, pero sí girar libremente.

No debe descuidarse la lubricación, vigilándola durante el trabajo, ya que de lo contrario se calien-

tan demasiado la pieza y la luneta, lo que podría dar lugar a agarrotamiento s muy peligrosos (fig.21).

Para la luneta móvil, que va sujeta al carro, deben preverse también un apoyo adecuado y el centrado de la luneta. Para asegurarse de que no se fuerza la pieza con las garras, se puede colocar un comparador opuesto al punto de la garra que se está ajustando; así se comprueba que no se flexione la pieza. Ésta debe estar lo más cerca posible de la herramienta y apoyarse en superficie mecanizada, ya que su finalidad fundamental es evitar que la fuerza de empuje de la herra-mienta doble la pieza. Si disminuye el diámetro de la barra donde se apoya la luneta, habrá que reajustar las garras de la luneta a cada nueva pasada. Hay que tener un cuidado especial para que las virutas del torneado no se introduzcan

Fig. 21


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en los apoyos de la misma, ya que la podrían estropear e incluso inutilizar (fig. 22). Los tacos en que se apoya la pieza en la luneta pueden ser de nailon; en su defecto, en casos es-

peciales de largas pasadas, como tubos de cañón, se utilizan rodamientos debido a la alta temperatura de rozamiento.

Montaje con plato de garras

Éste es el sistema que se utiliza con preferencia. El plato de garras, que va sujeto por medio de una rosca al eje del torno, mantiene sujeta la pieza por medio de las tres o cuatro garras o mordazas que posee. Se emplean dos clases de platos de garras. Los universales, que generalmente son de tres mordazas que se aprietan simultáneamente, y los platos de garras independientes, que generalmente son de cuatro mordazas que se aprietan de forma individual. Los platos universales tienen la ventaja de centrar la pieza automáticamente. Cuando se ha de fijar una pieza por superficies ya torneadas, debe intercalarse un material suave, generalmente chapas delgadas de latón, para evitar que las garras dañen la superficie de la pieza. Cuando se trabajan grandes series, para abrir y cerrar el plato normalmente se utilizan los que efectúan esta labor de forma neumática.

Al fijar las piezas con las garras del plato éstas deben quedar suficientemente fuertes para que no se aflojen o suelten durante el trabajo (fig. 23, a y b).

A veces en piezas irregulares es conveniente tornear la parte que ha de quedar fija, con el fin de uniformar las superficies y lograr una fijación correcta.

En piezas huecas, y sobre todo si son de paredes delgadas, se debe tener sumo cuidado para no deformadas con un apriete excesivo (fig. 23, c). Antes del apriete definitivo, comprobar que las piezas quedan suficientemente centradas y con las superficies a mecanizar completamente libres.

La figura 24 muestra el sistema de centraje de la pieza. La pieza (s), sujeta por medio de las garras del plato, debe quedar bien centrada en el mismo. Para ello se sitúa en el comparador (c) sobre ella y se hace girar para ver el descentramiento que posee. Por medio de los tornillos (u) se efectúa un desplazamiento del cabezal, hasta lograr que al girar la pieza, el comparador nos indique un salto cero, o bien la tolerancia que se haya prescrito. Una vez finalizado, se aprietan los tornillos (u) y se retira el comparador, quedando la pieza libre para ser trabajada.


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Montaje con pinzas Las pinzas son casquillos parcialmente rasgados

longitudinalmente y de forma ligeramente cónica en su forma exterior, cuyo diámetro es muy poco mayor que el de la barra que se trata de mecanizar. El sistema de fijación más corriente es por presión de una tuerca rascada al husillo del eje principal del torno, que cierra la pinza sobre la barra. Para cada diámetro de barra hay que emplear una boquilla adecuada (fig. 25).

La figura 26 muestra cómo el tirante tubular (t), que está rascado interiormente, es coaxial con el eje (a) que sujeta la pinta (p) por medio de un trozo rascado y regulado por el volante (v).

Montaje con mandrinos auxiliares o torneadores

Para tornear exterior o lateralmente piezas cilíndricas que previamente han sido mandrinadas, se las obliga a entrar en cilindros perfectamente torneados, llamados torneadores o mandrinos. La parte de estos mandrinos en que deben que-dar fijas se tornea con una ligera conicidad.

Los mejores torneadores son los formados por dos partes; la primera es un eje torneado cónicamente (m) (fig. 27) en casi toda su longitud; la otra es un manguito interiormente cónico y exteriormente cilíndrico. Este manguito tiene unas ranuras longitudinales (b), de manera que al introducirse el eje cónico, su diámetro exterior aumenta, manteniéndose no obstante cilíndrico. De esta manera el alisado de las piezas no sufre ninguna deformación

v

c

s

Fig. 24

Fig. 25

t a p

Fig. 26


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m

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b

d

Fig. 27

El dado (d) se rosca con fuerza sobre el árbol cónico de modo que provoque la expansión; bloquea la pieza sobre la superficie externa. La tuerca (g) sirve para deshilar el mandrino extensible y extraer la pieza.

Deben tenerse en cuenta los siguientes puntos; 1) Si se practican los centros en una pieza torcida antes de enderezarla, el asiento quedará defectuoso.

2) La pieza debe ir ajustada entre los puntos sin juego. De no hacerla así, habrá vibraciones al tornear.

3) Tampoco debe apretarse demasiado, pues se deformarán los centros y posiblemente se quemarán los puntos. Si durante el trabajo las piezas se dilatan, será menester aflojar algo el contrapunto y procurar que gire libremente.

4) Es absolutamente necesario llenar de grasa o minio espeso el punto y centro que roza con la contrapunta, y de vez en cuando verter algunas gotas de aceite para evitar el excesivo calenta-miento. Cuando se emplea el punto giratorio, no es necesario.

5) Antes de colocar una pieza entre los puntos, obsérvese que en los centros no haya limadura o viruta alguna.

Montaje con plato y escuadras

Cuando se han de mecanizar piezas de forma irregular que no es posible sujetar de forma apropiada con los platos de garras, se emplean montajes en platos planos -con los que siempre van equipados los tornos~ roscados en el husillo del eje, en lugar de los platos de garras. Este montaje

puede hacerse de dos formas distintas (fig. 28): a)Montaje sobre el plato con tornillos a presión. b)Montaje sobre el plato plano con escuadras (s). En estas clases de montajes se ha de procurar

equilibrar el peso de las piezas mediante contrapesos (p); de lo contrario el torno trabajaría en malas condiciones.

Los montajes de piezas en el torno pueden ser causa de accidentes si no se toman las debidas precauciones. La falta de responsabilidad puede acarrear muchas desgracias personales.

p

s

Fig. 28


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A continuación se dan unas cuantas normas que no deben olvidarse: 1) No dejar nunca puesta la llave del plato universal o de garras, al terminar de aflojar o de

apretar la pieza. Al poner en marcha el torno podría provocar una proyección muy peligrosa. 2) No poner en marcha el torno hasta no tener la seguridad de que la pieza está bien sujeta. 3) En el montaje en plato plano, con bridas, escuadras, contrapesos, etc., hay que asegurarse de que

no queda nada flojo antes de poner el torno en marcha. 4) Si las piezas montadas no están contrapesadas, no poner el torno en marcha antes de un

equilibrado cuidadoso. A gran velocidad sobre todo pueden producirse vibraciones muy peligrosas. 5) Antes de empezar a atacar la.pieza con la herramienta, estar seguro de que no se desprenderá por

la fuerza del corte. ó) Si la pieza sobresale de los límites normales, poner defensas para evitar golpes que puedan

causar accidentes graves. 7) Si se coloca una pieza larga pasante por el eje principal, hay que centrarla en la parte posterior

con tres cuñas; y si sobresale mucho, se debe poner otro soporte y una señal de advertencia. Las operaciones que fundamentalmente se realizan en los tornos son; cilindrado, torneado cónico,

taladrado, mandrinado, refrentado, tronzado, moleteado y rascado

Operaciones que se realizan en los tornos Cilindrado El cilindrado consiste en mecanizar un cilindro recto de longitud y diámetro adecuados o deter-

minados. Una vez iniciado el corte con la profundidad y avance deseados, la herramienta, desplazándose automáticamente, realiza el trabajo sin dificultad. En general se dan dos clases de pasadas. Una o varias pasadas de desbaste para dejar la pieza a la cota deseada y una pasada de acabado para alisar la superficie.

Debe tenerse en cuenta que en el torneado influyen los siguientes elementos: El número de revoluciones. Ha de estar de acuerdo con el material a trabajar y con el de la

herramienta, así como con el tipo de operación y la forma de la pieza. En la operación de acabado hay que asegurarse de que la herramienta va a aguantar toda la pasada sin desafilarse, por lo que en ocasiones habrá que reducir la velocidad.

Diagrama de velocidades. Hay que prever las vibraciones para el caso de piezas delgadas y acostumbrarse a utilizar el diagrama de velocidades para elegir el número de vueltas del torno. Si el torno no dispone de diagrama, es conveniente confeccionarlo para ahorrar trabajo (ver nomograma).

Velocidad de corte. Conviene tener siempre una tabla con las velocidades de corte más usuales para los casos en que no estén señaladas en las hojas de instrucción.

Profundidad de la pasada. La profundidad de la pasada depende ante todo del material a rebajar. Si es mucho, hay que aprovechar al máximo la potencia del torno, trabajando con profundidades que pueden variar de 2 a 10 mm, sin olvidar que es preferible trabajar con profundidades medias y gran avance.

El avance es distinto cuando se trata de desbastar o de acabar. El acabado, además de la herramienta apropiada, exige avances pequeños.

Una vez realizado lo anteriormente expuesto, se debe realizar lo siguiente: a)Poner el torno en marcha

b)Acercar la herramienta hasta tomar contacto con li pieza. A continuación, sin mover el carro transversal, se corre el carro principal hasta quela herramienta quede distanciada de la pieza unos pocos milímetros.

e) Poner en funcionamiento el equipo de refrigeración y graduar la cantidad y orientación del mismo. d) Dar una primera pasada. Si la pieza no es muy uniforme, esta pasada debe ser poco profunda, pero

no tanto que la cascarilla de la primera capa pueda dañar la punta de la herramienta. De 2 a 4 mm resulta una buena profundidad.

e) Poner el tambor a cero y medir el diámetro resultante. En las siguientes pasadas de desbaste no es necesario medir el diámetro, ya que la lectura del tambor marca la profundidad rebajada desde la primera pasada. Es muy importante asegurarse del manejo del tambor desde el principio. Se prosigue dando pasada tras pasada. Al retroceder el carro, se separa la herramienta para que no roce con la pieza.

Puede ocurrir que al final de la pasada la herramienta no tenga salida. En tal caso conviene levantar el automático un poco antes de llegar al punto final y sujetar el volante de avance, con lo que se ha de frenar un poquito. Soltado el automático, se prosigue el avance a mano al mismo ritmo y sin interrupción hasta el final. Es preferible que cada pasada quede visible con un pequeño escalón. De no hacerla así, es posible que al coger mayor pasada la herramienta tienda a clavarse en la pieza, provocando una muesca en aquélla y quizá la rotura de la propia herramienta.

Grado de acabado. Conviene practicar en el torno con varios tipos de piezas hasta alcanzar seguridad en el mecanizado de acabado, por ser esto básico y fundamental en el torno.

Aunque el torno no es una máquina muy apropiada para obtener grados de acabado muy finos, desde


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el punto de vista tanto de la rugosidad como de la precisión de las medidas hay que lograr un acabado uniforme en el desbastado, aunque las huellas de la herramienta queden bien patentes, como si fuese una rosca de paso fino.

La uniformidad de estas huellas da la medida del grado de corte de la herramienta. La precisión en las medidas se logra con ayuda del tambor graduado. Así como en el desbaste lo fundamental no es la rugosidad ni la precisión, sino el rendimiento según la cantidad de viruta cortada, en el acabado, dentro de las limitaciones del torno, lo fundamental es precisamente la precisión en las medidas y la rugosidad que se exigen en los planos de taller.

Una cosa importante en el mecanizado de los metales, y concretamente en el torneado, es el concepto de «mínima pasada», ya que si no se tiene en cuenta, se suele perder tiempo y se obtienen acabados deficientes. Cada material y tipo de herramienta tiene un límite en la profundidad de cada pasada. Si esta profundidad es muy pequeña, la herramienta produce un efecto de martilleo que endurece la superficie haciendo que el aspecto no sea uniforme ni precisas las dimensiones o la forma.


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Torneado cónico

El torneado de conos por inclinación del carro orientable no puede hacerse con precisión sir-viéndose de la graduación del mismo, ya que normalmente no se alcanzan apreciaciones de menos de 15' (fig. 29).

Pero es muy interesante como primera aproximación. Por eso en los planos no debe faltar nunca la


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Fig. 30

acotación en grados de la inclinación o semiángulo del cono, aunque sólo sea de modo aproximado. Si la inclinación no está acotada en el plano, se puede calcular de acuerdo con los datos que

aparezcan en el mismo, según la fórmula siguiente:

Ejemplo. Un cono está acotado por su conicidad Ix, que es de 1: 12. ¿Cuánto vale el ángulo de colocación?

Fig. 29


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Cuando la acotación está dada en grados, hay que prestar atención a si se refiere al eje del cono o a

la base y si se acota el ángulo o el semiángulo del cono. Hay que tener especial cuidado cuando los valores son próximos a los 45°, ya que entonces es más fácil confundir el semiángulo del carro con su complemento.

Una vez colocado el carro en posición, se aproxima la herramienta y se sitúa el carro de manera que se pueda hacer toda la longitud del cono sin necesidad de mover el carro principal, y que el carro portaherramientas quede lo más apoyado posible en sus guías. Se fija el carro con los tornillos brida, que todos los tornos suelen tener, y se procede a desbastar el cono siguiendo las normas dadas para el torneado de cilindros (fig.30).

No hay que esperar a las últimas pasadas para verificar la conicidad y las medidas. El torneado de conos con copiador es el procedimiento recomendado para grandes series. El co-

piador 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 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 en las primeras piezas, ya que trabajando normalmente no se suele desajustar el copiador, y por lo tanto sólo habrá que verificar el diámetro para las otras piezas. Por seguridad, a cada cierto número de piezas conviene verificar también la conicidad. El torneado de conos entre puntos con desplazamiento del contracabezal se presta para series de conos largos de poca conicidad, ya que el desplazamiento de la contra punta 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 (fig. 31). Por razones de desgaste, el punto del contracabezal conviene que sea giratorio, ya que el contacto se reduce a una simple línea.

El desplazamiento del contracabezal en milímetros se halla por la fórmula siguiente, de acuerdo con los datos de que se disponga y siempre que el cono este compuesto por otras partes tal como indica la figura 37.

).2

(2

).(Ltg

xl

LdDe

α=−=

Una vez preparada la pieza y la herramienta y desplazado el contracabezal se procede al trabajo como si se tratara de cilindrar Taladrado

En toda maquina de taladrar el movimiento principal se logra haciendo girar la broca y manteniendo la pieza estática. En el torno por el contrario la que gira es la pieza permaneciendo sin girar la broca.

La broca se coloca generalmente en el contracabezal, haciéndola avanzar manualmente contra la pieza por medio del volante. Tiene este sistema el inconveniente de que el avance, a veces penoso para el operario por ser manual, es imposible que sea uniforme y tenga un valor preciso. Para grandes brocas o series de piezas, puede dotarse a la broca de un movimiento automático.

En algunos tornos es posible unir el contracabezal al carro principal, de modo que adquiera el movimiento automático del carro. Para taladrar por este sistema, se coloca la broca en su lugar normal y se ajusta la platina del contracabezal a la bancada, de manera que pueda deslizarse pero sin juego, a fin de que el propio contracabezal no tienda a volcarse.

El montaje de la broca en la torreta es un método empleado para brocas no muy grandes. Tiene el inconveniente de que necesita una comprobación minuciosa del centrado. Hay que asegurarse de que la torreta no pueda girar, ya que el momento de giro puede ser muy considerable. El avance de la broca se efectúa avanzando automáticamente el carro principal.

En el montaje de la pieza para el taladrado sólo pueden emplearse los montajes que dejen libres el extremo de la pieza. Antes de empezar a taladrar conviene preparar la pieza, refrentándola y haciendo un pequeño avellanado con la herramienta. O taladrar unos tres milímetros con una broca de hacer puntos (fig. 32).


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Si la broca a utilizar es pequeña, se evita que se flexione al comenzar a taladrar y se rompa o des-centre. Si se trata de piezas ya huecas, con el hueco bien uniforme o centrado, es

conveniente hacer una iniciación con herramienta y afilar la broca con el ángulo de punta cercano a los 180°, es decir,

casi plana. Se debe intentar ajustar el número de

revoluciones todo lo posible al cálculo teórico, según el material y el diámetro de la broca. Si esto no es posible, sobre todo con las brocas pequeñas, hay que poner un cuidado muy especial para no romperla por avance excesivo.

No se deben descuidar la lubricación y refrigeración desde el principio.

En agujeros profundos conviene interrumpir el avance y sacar la broca para su limpieza y refri-geración. Si se trata de grandes series y agujeros muy profundos, puede resultar económico emplear brocas con posibilidades de engrase y refrigeración interior. 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 (fig. 33). Una de las dificultades que presenta el mandrinado procede de la forma y dimensiones de la herramienta, que normalmente no es muy robusta y frecuentemente ha de trabajar en un largo voladizo desfavorable. Hay que asegurarse de que la punta de la herramienta llega hasta el final de la superficie a mecanizar sin que la torreta o portaherramientas toque la pieza, pero dejando la herramienta lo más corta posible. En los agujeros, sobre todo en los pequeños, se presenta otra

dificultad. La curvatura de la circunferencia obliga a dar unos ángulos de incidencia grandes para evitar el talonamiento de la propia herramienta.

La refrigeración en cierto modo presenta ventajas, ya que el mismo agujero sirve de bandeja y de protección, pero hay que asegurarse de que llega precisamente a la punta de la herramienta. En el torneado de interiores la velocidad de corte suele ser algo menor que para el trabajo de exteriores, ya que por la debilidad de la herramienta fácilmente se presentan vibraciones. Por la misma razón, las pasadas deben ser pequeñas. Dado que es más difícil observar el trabajo, hay que poner mayor atención para lograr el aca-bado y dimensiones requeridas. Refrentado

Se llama asi 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 (fig. 34).

Las herramientas para efectuar el refrentado son: derecha (a), izquierda (b). La velocidad de corte presenta una dificultad especial, sobre todo cuando se trata de superficies

grandes con diferencias considerables de diámetro, ya que si se selecciona una velocidad para el diámetro mayor, será pequeña para el diámetro menor.

60º

Fig. 32

Fig. 33


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Fig. 35

Grafico de velocidades de corte Si llamamos a: V: Velocidad de corte en metros por minutos A: Avance en “mm por vuelta” n: Revoluciones de la pieza por minuto D: Diámetro de la pieza en mm L: Longitud torneada en mm T: Tiempo de duración de la pasada en una longitud L se tiene:

[ ]utosmetrosxnDx

V min/1000

== π

[ ]...1000

mprDx

Vxn ==

π

[ ]utosaxN

mmenLt min

).( ==

El avance puede ser de magnitud similar al de cilindrar, aunque los tomos suelen llevar en el carro transversal un avance menor que en el principal. Lo más importante, sin embargo, es el sentido de avance. Éste depende fundamentalmente del tipo de herramienta. Para las que tienen el filo principal lateralmente, el avance debe ser del centro a la periferia, ya que de hacerla al revés tiende a clavarse. Para las herramientas cuyo filo principal es frontal, el avance debe ser de la periferia hacia el centro.

En general los materiales agrios, de viruta corta, se trabajan mejor con el segundo tipo de herra-mientas, y por tanto con avance de la periferia al centro, y los de viruta larga al revés. Para cajas estrechas o lugares angostos, las herramientas de corte frontal (de fuera a dentro) suelen ser las más prácticas y a veces las únicas que se pueden emplear.

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 que con la otra se efectúa el avance manual accionando el husillo transversal o se pone el automático de refrentar.

Si la superficie es mayor y el trabajo es de precisión, es mejor hacerla de la siguiente manera: • 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. Tanto si se emplea el refrentado en un sentido como en otro, hay que tener mucho cuidado con el

centro de la pieza, para no pasarse de él.

Tronzado

Esta operación consiste en cortar una pieza en partes. Es una operación delicada que requiere gran seguridad y experiencia, pero resulta más fácil si se tienen en cuenta las causas de la dificultad (fig. 35). El peligro principal está en los inconvenientes que encuentra la viruta para salir de la ranura, particularmente cuando la canal tiene cierta

profundidad.

Una de las dificultades de la operación es la va-riación de la velocidad de la periferia hacia al

centro. A lo largo de la misma es conveniente, para grandes espesores, cambiar dos o más veces el número de


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revoluciones. Lo ideal sería disponer de variador de velocidad en el eje del torno. Ésta es una de las dificultades a tener en cuenta, para evitar la rotura de las herramientas. El avance suele hacerse a mano pero es mejor realizarlo con avance automático, aunque hay que prestar mucha atención por si se presenta alguna dificultad.

Una de las causas de rotura de la herramienta es que al girar en sentido normal (fig. 35), la pieza tiende a montarse sobre la herramienta y arrastrarla hacia adentro. Esto se evita en parte si el torno está en perfectas condiciones, sin juego en el eje y en el carro transversal. También se evita haciendo girar el torno en sentido contrario y poniendo la herramienta invertida.

Para servirse de este sistema el plato debe fijarse de manera que no pueda aflojarse, con el consi-guiente desplazamiento axial y casi segura rotura de la herramienta y aun mayores daños si no se está muy atento. En la mayoría de los tornos esto está solucionado por un sistema de fijación distinto al de los antiguos, por rosca directa al husillo.

En esta operación hay que fijar la pieza con el menor voladizo posible y la herramienta con el filo a la altura adecuada. Si la herramienta está por encima del centro de la pieza, rozará la

pieza en la cara de incidencia y la herramienta no cortará hasta obligarla a descender por roza-miento. Es preferible que la herramienta quede por debajo del centro de la pieza, aunque sea muy poco.

También importa que esté perfectamente recta respecto a la canal para evitar el roce con las caras laterales, esta posición debe mantenerse durante toda la operación, lo cual supone que el portaherramientas y la torreta estén perfectamente apretados para evitar un giro, ya que el momento que se produce es muy considerable. La mayor dificultad, aunque un observador superficial no lo crea así, es que la viruta tenga salida fácil. Sería ideal que el material se quebrase en pequeñas virutas, pero esto no siempre es posible, sobre todo con materiales plásticos.

La viruta es de un ancho teórico igual al de la ranura, pero se deforma y aumenta de tamaño por el calor del corte. Al dilatarse, se aprieta contra la ranura y aumenta el rozamiento y el calor, complicando constantemente el fenómeno.

De ahí la necesidad de refrigerar y lubricar eficazmente pieza y viruta para evitar el excesivo calentamiento y así disminuir la presión. Los aceites de corte resultan más adecuados que la propia taladrina, porque si bien es cierto que no son muy eficaces como refrigerantes, sí lo son como lubricantes. Si el material no necesita lubricación, puede refrigerarse con aire a presión.

Moleteado

Consiste en cubrir la superficie de las piezas cilíndricas con dibujos especiales para hacerlas rugosas o más agradables a la vista. Se emplean herramientas llamadas moletas, montadas sobre un soporte llamado portagrafilas (fig. 36).

Es una operación fácil que sólo bien realizada produce resultados aceptables. Es preciso que las moletas conserven afiladas sus aristas, para la fácil penetración y correcta impresión de su dibujo. Al iniciar la operación se aproxima la moleta a la pieza de manera que sólo quede cubierta la mitad de la herramienta; y en esta posición se aprieta instantáneamente. El avance puede hacerse a mano o automáticamente, pero de modo relativamente rápido.

Durante la operación debe refrigerarse abundantemente, de preferencia con aceite de corte (fig. 37). La operación se desarrolla en dos o tres pasadas, limpiando la moleta y la pieza a cada pasada para eliminar por completo las finas virutas que se van desprendiendo. Al dar una pasada sobre la otra hay que oprimir las moletas con energía, para que ocupen la misma posición y refuercen el dibujo en vez de destruirlo (fig.38).

Fig. 36


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Cuando el moleteado no deba cubrir toda la superficie conviene hacer una ranura de final de moleteado para evitar una mala terminacion

Roscado

El roscado en el torno puede hacerse por medio de machos y terrajas colocados en el contracabe-zal o por medio de una herramienta que tenga la forma de hilo de rosca y que se coloca en el por-taherramientas (figs. 39,40,41 Y 42).

Las combinaciones de las cajas de avance son muy variadas; lo interesante es sacarles el máximo provecho.

En el propio torno, y próximo 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 más 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 número de vueltas. Se mide el recorrido logrado por el carro durante las mismas. Se divide el recorrido por el número de vueltas del eje principal y se tendrá el avance real del torno, que debe ser igual al deseado. Cuando el torno no dispone de caja de avances o cuando teniéndola ha sido anulada, puede lograrse cualquier paso poniendo en la lira ruedas apropiadas, que se calculan por medio de la regla siguiente:

se escribe una fracción que tenga por numerador el avance que se ha de construir y por denominador

el paso del tornillo patrón, expresados ambos en la misma clase de unidades. Luego se transforma esta fracción en otra equivalente, de manera que sus términos sean iguales al número de dientes de algunas de las ruedas de que se disponga. Si esto no es posible, se descompone tanto el numerador como el denominador en factores que se correspondan con los dientes de dichas ruedas (igual número de factores en ambos términos). Los factores del numerador representan el número de dientes de las ruedas conductoras y los del denominador, los de las conducidas.

Paso o avance de rosca Paso del husillo patrón

Para hacer la transformación, cuando a primera vista no se ve el camino a seguir, es conveniente

proceder de la siguiente manera: 1. Se simplifica totalmente la fracción. 2. Se multiplican por cinco ambos términos (en el caso más corriente de que las ruedas de que se

disponga tengan un número de dientes múltiplo de cinco). 3. Se multiplican sucesivamente por 2, 3, 4, ..., los términos de la fracción obtenida. 4. En caso de que, por este procedimiento, no se encontrase solución, se descompone cada uno de los

términos de la fracción simplificada en sus factores primos y se asocian éstos de las varias maneras posibles para construir dos únicos factores. Estos factores, multiplicados convenientemente, darán trenes de cuatro ruedas. Téngase en cuenta que si uno de los factores que aparece es 1 2 7 éste no debe ser multiplicado. Si el torno admite trenes de seis ruedas, se puede hacer la descomposición en tres factores. Los avances a construir y el del tornillo

Fig.38.

Fig.37


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patrón deben estar expresados en el mismo tipo de unidades. Cuando esto no es así, no hay más remedio que reducir una de las partes a las unidades del otro.

Las unidades empleadas son milímetros y pulgadas o bien fracciones de éstas. Para reducir pulgadas a milímetros se multiplican las pulgadas por 25,4 o por la fracción equivalente a 127/5.

Con frecuencia, en el lenguaje de taller y en algunos planos, se da el paso o avance de los tornillos en hilos por pulgada. Por ejemplo, se dice que el paso de un tornillo es de 20 hilos por pulgada. ¿Qué significado tiene esto? Quiere decir que en una longitud de rosca de 1" hay 20 hilos. El paso del tornillo patrón puede ser métrico o en pulgadas. Los pasos métricos están normalizados: 3, 6, 12 ó 24 mm. En los tornos más corrientes del mercado el tornillo patrón tiene el paso de 1/4 de pulgada y otros de 3/8" ó 1/2".

El corte de una rosca en el torno se realiza en dos fases: desbaste y acabado; para cada una de ellas conviene emplear herramientas apropiadas. Para roscas pequeñas o de poca precisión puede bastar una sola

herramienta. En la figura 62 vemos la forma de real izar roscas con la herramienta. Los útiles para hacer roscas pueden clasificarse en útiles para roscas exteriores y útiles para roscas

interiores. En ambos casos pueden ser herramientas simples o peines. La forma ha de adaptarse al perfil de la rosca correspondiente, según el sistema (métrico, inglés o estadounidense). Estas herramientas han de consi-derarse como herramientas de forma. Por ello es frecuente emplear útiles de perfil constante, rectilíneos o redondos, y portaherramientas especiales.

Al afilar debe darse un ángulo de incidencia tal que

las caras del útil no lleguen a rozar con el hilo. Esta precaución se ha de tomar, sobre todo, para roscas de mucho avance y poco diámetro, y principalmente para tuercas. El afilado de la herramienta de acabado se ha de efectuar de modo que la cara superior quede perfectamente plana y horizontal, lo cual equivale a hacer el ángulo de desprendimiento nulo para evitar que la forma del filete varíe. La herramienta debe colocarse en posición perfectamente a escuadra con el eje de la rosca, para que los chaflanes formen ángulos iguales. Esto se comprueba mediante galgas. La profundidad de pasada va de acuerdo con la robustez de la herramienta y del torno y con el diámetro y largo de la pieza. Para que dicha profundidad sea regular y uniforme es indispensable emplear el tambor. En el corte de roscas triangulares la profundidad de pasada debe ser mayor al comenzar, disminuyendo progresivamente conforme la viruta va saliendo más ancha. Si la herramienta penetra perpendicu-larmente en la pieza, cortaría igualmente por ambos lados,

clavándose y produciendo vibraciones e, incluso, algún enganche. Para evitarlo se puede roscar por alguno de los procedimientos siguientes: Penetración normal

Al desbastar, además de tomar la profundidad de pasada con el carro transversal, se desplaza ligeramente la herramienta con el carro orientable, que debe estar paralelo a las guías de la bancada. El acabado se procura hacer con una pasada mínima, pero de modo que la herramienta corte por las dos caras Penetración inclinada

Para este procedimiento la herramienta debe tener corte sólo por el filo principal. Este corte debe quedar perfectamente horizontal y el ángulo de colocación debe coincidir con el perfil de la rosca. El procedimiento es el siguiente: -Inclinar el carro orientable con un ángulo igual a la mitad del ángulo del perfil de la rosca respecto a la perpendicular de la bancada. -Colocar la herramienta en contacto con la pieza y ajustar a cero el tambor del carro transversal y del carro orientable.

Formas de realizar roscas con una terraja o un macho en e/ torno.

Forma de realizar una rosca con la herramienta del torno


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-Dar la profundidad con el carro orientable, teniendo en cuenta que el total del avance del husillo no es la profundidad de la rosca, sino el resultado de dividir esta profundidad de avance por el coseno de 60°/2 ó 55°/2, según la rosca de que se trate:

Profundidad del filete___ Coseno del semiángulo del perfil

-Retirar la herramienta al término de cada pasada, haciendo retroceder el carro transversal -Puesto el carro principal en posición para empezar una nueva pasada, se coloca el carro transversal a cero y se da la pasada con el carro orientable. Este procedimiento es muy rápido para desbastar. Sólo tiene el inconveniente de que el flanco derecho de la rosca no queda pulido y hay que repasarlo con otra herramienta. Roscas cuadradas

Las roscas cuadradas no están normalizadas. Si a pesar de ello se debiera hacer alguna, téngase en cuenta que tanto la anchura como la profundidad son iguales a la mitad del paso,

con unos juegos prudenciales laterales y en el fondo. En la figura 63 vemos el esquema de una rosca cuadrada. Por la misma razón este procedimiento es más apropiado como base para la construcción de roscas trapeciales que para roscas cuadradas. Esta clase de roscas suele construirse por medio de dos herramientas: una más estrecha, que se coloca con su arista cortante perpendicularmente al hilo, y la otra de anchura definitiva y colocada con su arista cortante paralela al eje del tornillo, como podemos observar en la figura 64

Las roscas trapeciales se cortan con dos herramientas: la primera, igual a la empleada para desbastar las

roscas cuadradas, pero con un ancho ligeramente inferior al del fondo de la rosca; la segunda tiene forma de trapecio, con ángulo de 29° ó 30°, según el sistema y ancho de la anterior (así se pulen sucesivamente las dos caras del hilo). Si han de pulirse simultáneamente, la anchura de la punta de la cuchilla debe ser igual al fondo de la rosca. Téngase en cuenta, como en las roscas cuadradas, la inclinación del filete para evitar que la herramienta talonee (Fig. 65).

Para roscas de mucho paso conviene emplear tres herramientas en vez de dos: la primera es como la empleada en la rosca cuadrada, con el ancho apropiado; las otras dos son similares a las empleadas para roscas triangulares en el sistema de penetración normal, una izquierda y otra derecha. Todo lo dicho sirve tanto para roscas exteriores (los tornillos) como para las interiores (las tuercas). Las herramientas, si bien son semejantes en la forma que han de dar al filete, en cuanto al cuerpo son distintas. La dificultad en el rascado interior es mayor que en el torneado de interiores a causa de la inclinación de la hélice, que obliga a afilar los ángulos de incidencia con esmero para que no taloneen.

Se puede facilitar la operación haciendo la altura de la rosca algo inferior a la del tornillo , mas no haciendo menor el diámetro exterior, sino haciendo mayor el diámetro del agujero, naturalmente dentro de ciertos límites. Esta demostrado que la capacidad portante de la rosca no disminuye apreciablemente con reducciones de 114 de la altura teórica. La velocidad de corte para el rascado, especialmente para el interior, debe ser más reducida de lo normal. La profundidad de pasada también debe ser pequeña, pues las herramientas en general son débiles.

A pesar de trabajar con velocidad reducida, se debe lubricar la herramienta con aceite o taladrina, según los casos; de lo contrario la., rosca no sale perfectamente pulida. Con este sistema de penetración inclinada se puede llevar una velocidad mayor.


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La terminación de la rosca se puede hacer separando la herramienta, a cada pasada, un poco antes del lugar a donde llegó la anterior pero como esto exige gran habilidad es mas aconsejable hacer un desahogo para la herramienta.

Con las herramientas normales del torno no puede construirse la rosca en una sola pasada; por tanto, la herramienta tiene que volver varias veces sobre el hilo que se construye hasta su completo acabado. El retorno del carro, generalmente, se obtiene haciendo girar el torno al revés después de haber separado la herramienta. Este procedimiento, cuando se trata de tornillos largos, implica una gran perdida de tiempo, aunque el torno disponga de,. retroceso acelerado. Además se produce un gasto importante de energía y si la frecuencia de inversión es pequeña se calienta el motor peligrosamente. Sólo en tornos provistos de embrague de inversión es recomendable este sistema.

Los inconvenientes descritos se evitan con el retroceso manual, que se realiza aflojando la tuerca de roscar, después de cada pasada, y haciendo retroceder el carro manualmente. Para que al apretar de nuevo la tuerca coincida exactamente la herramienta con el hilo que se construye, se han de cumplir las siguientes condiciones

1. Si el paso que se construye es submúltiplo del tornillo patrón, siempre coincidirá. 2. Si el paso que se construye es múltiplo del tornillo patrón, se marca con yeso una señal en el plato de

arrastre y otra en un punto fijo del cabezal próximo al anterior. Para cada pasada se ha de apretar la tuerca cuando dichas señales coincidan, teniendo en cuenta que el carro, en el momento de apretar, ha de ocupar siempre la misma posición en la bancada.

3. Si el paso que se construye no es múltiplo ni submúltiplo del tornillo patrón, se hace una señal, como en el caso anterior, y además otra en el tornillo patrón y en su apoyo. Para cada pasada se ha de apretar la tuerca, cuando dichas señales ocupan la posición inicial, teniendo en cuenta que en el momento de apretar el carro ha de ocupar siempre la misma posición en la bancada.

El roscado de un tornillo mediante el uso del tornillo patrón se hace por medio del avance automático. El movimiento giratorio del tornillo patrón viene derivado mediante la transmisión por engranajes del cabezal. En la figura 65, la rueda (Z,') solidaria con el eje (a) transmite el movimiento, a través de la rueda libre (ro), a la rueda (Z2), solidaria con el husillo patrón (m), que girará en el mismo sentido que el eje (a). Un giro del husillo patrón hace avanzar la tuerca (c), que estando fija al carro lo hace avanzar eri dirección paralela al eje del torno. El mismo desplazamiento tiene, pues, la herramienta (u).

Construcción de una rosca de paso determinado Dados el paso de la rosca que se debe construir y el del husillo patrón, determinar la relación de transmisión

para unir cinemáticamente estos dos elementos de modo que la herramienta realice sobre la pieza una rosca del paso requerido:

cnc y cad/cam aplicado procesos de producción 1 torno.pdfes el movimiento que determina la...

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