torno y fresadora 1
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Tipos de fresadorasPor el numero de ejes
El numero de ejes en una fresadora es lo que determina las posibilidades de
movimiento de la maquina herramienta. Así, a mayor número de ejes,
mayores posibilidades de movimiento o mayor grados de libertad.
Es importante entender que, cuando se habla de ejes, se hace referencia a
los ejes de un sistema cartesiano, (X, Y, Z,…).
En este sentido, pueden clasificarse las fresadoras, según el número de
ejes, en tres tipos:
De tres ejes.
Se trata de fresadoras con posibilidad de movimiento horizontal, vertical y
oblicuo, este último, como resultado de la combinación de movimientos
entre mesa, ménsula y husillo. Permiten un control sobre el movimiento
relativo existente entre la máquina herramienta y la pieza, en cada uno de
los tres ejes del sistema cartesiano.
De cuatro ejes.
Las fresadoras tipo cuatro ejes, cumplen todas las funciones descritas en el
tipo anterior: movimiento relativo entre pieza y herramienta, en los tres
ejes.
Añade la posibilidad de control de giro de la pieza, sobre uno de los ejes,
gracias a un plato giratorio o mecanismo divisor. De esta forma, este tipo
de fresadoras está especialmente indicado a la hora de generar superficies
labrando sobre patrones cilíndricos. Tal es el caso del labrado de ejes
estriados o engranajes, por ejemplo.
De cinco ejes.
Además de cumplir con todas las posibilidades de las descritas
anteriormente; las fresadoras de cinco ejes cuentan con dos
particularidades.
De una parte, permitir el control de giro de la pieza sobre dos de sus ejes.
Uno de ellos perpendicular al husillo y el otro, paralelo (como en el caso de
las de cuatro ejes, que se consigue por medio de un plato giratorio o
mecanismo divisor).
De otra, permitir el giro de la pieza sobre un eje horizontal y que la
herramienta pueda inclinarse alrededor de un eje, perpendicular al anterior.
Las fresadoras de este tipo son las utilizadas para trabajos que requieren,
como resultado, formas de elevada complejidad.
Por la orientacion del eje de giro
Fresadora Manual.
La máquina Fresadora más sencilla es la operada manualmente.
Puede ser del tipo de columna y ménsula (también conocida como “de
superficie”) o del de mesa montada en bancada fija (también conocida
como “vertical de banco”).
Estas máquinas tienen un eje o husillo horizontal donde se monta la fresa.
La mesa de trabajo permite los tres movimientos sobre el eje cartesiano. El
avance de la pieza hacia la fresa se realiza manualmente, por medio de un
tornillo vertical accionado por un volante o por medio de una leva o
palanca. En algunos modelos, el tornillo viene provisto de un rodamiento de
precisión, para que el traslado del cabezal sea más suave y compensado.
Las máquinas operadas a mano son usadas principalmente en trabajos de
producción con operaciones simples, como corte de ranuras, pequeños
cuñeros y acanalados.
Sin embargo, en algunos modelos de la fresadora vertical manual de banco,
pueden utilizarse adaptadores para convertirla en alesadora horizontal de
banco; con lo que las posibilidades de trabajo que puede ofrecer esta
máquina herramienta, se amplían considerablemente.
Fresadora Simple.
Se trata de la más elemental, de la familia de las fresadoras, con
movimiento automatizado. El husillo o eje portafresa va en horizontal. La
mesa tiene un desplazamiento vertical que es accionado manualmente,
mediante un tornillo. Sobre ésta, el carro describe un movimiento
automatizado, paralelo al husillo.
Aunque la fresadora simple es una máquina destinada a propósitos muy
generales; es posible utilizarla para trabajos de producción.
De construcción y manejo sencillos, es muy similar a la de tipo universal;
aunque presenta una mayor robustez y se diferencia, principalmente, en el
hecho de que el eje portafresa describe el giro horizontalmente.
Su uso es más ventajoso que el de las de tipo universal, cuando se trata de
trabajos pesados. Además, en las fresadoras simples, el carro tiene una
mayor longitud de guías, lo que les proporciona una mayor estabilidad
(evitando además, el rápido desgaste de las guías, más común en los casos
de guías cortas).
El control de los desplazamientos de la mesa se realiza mediante topes;
aunque también las hay que permiten un control automático, mediante
ciclos, por medio de volantes que controlan el movimiento longitudinal de la
mesa.
Las fresadoras simples tienen tres movimientos: longitudinal, vertical y
oblicuo.
Obtienen las distintas velocidades a través de una caja de velocidades
situada en el cabezal de la máquina (antiguamente, esta necesidad era
satisfecha mediante un cono con poleas).
Fresadora Universal.
En apariencia, muy similares a las fresadoras simples; las fresadoras
universales se diferencian de aquellas en el hecho de que el carro gira
alrededor de un eje vertical.
La fresa va en sentido horizontal, en el husillo.
Están diseñadas para obtener un alto grado de versatilidad y control, dando
como resultado una buena productividad. Sin embargo, no son adecuadas
para trabajos pesados porque sus guías son cortas. (Esto hace que el carro
sea más inestable, en trabajos pesados, además de acelerar el desgaste, de
forma convexa, de las guías).
La razón de que las guías sean cortas no es otra que permitir el giro de la
máquina, al trabajar, sin rozar el cuerpo del operario.
Los movimientos de la pieza a labrar en las universales, se controlan
combinando ménsula, carro portamesa y mesa. Este tipo de fresadoras
posee un cuarto movimiento que le permite el giro horizontal. Sus
características de giro hacen de la máquina herramienta una imprescindible
en el corte de helicoidales tales como brocas, algunos engranajes, fresas,
etc.
Pueden equiparse con una serie de añadiduras, un cabezal acoplado al
husillo, que permiten el fresado vertical. Así pues, la fresadora universal
puede trabajar tanto horizontal como verticalmente. Esto unido al
dispositivo de mesa giratoria así como al resto de accesorios, provee a este
tipo de fresadoras con la capacidad de convertirse en máquina para hacer
otras herramientas.
En éstas y en las horizontales, el puente se desliza de atrás a delante y al
revés, sobre guías. Este tipo de puente es conocido, entre los trabajadores
del sector, como carnero.
Fresadora Horizontal.
Este tipo también tiene el eje porta fresa en horizontal, en el que se montan
fresas cilíndricas. Dicho eje cuenta con un soporte exterior, para graduarse,
junto al cabezal. Este soporte se apoya en dos lugares. Por un lado, sobre el
mismo cabezal. (El cabezal es pues el encargado del desplazamiento
vertical). Y por el otro, sobre el carnero (un rodamiento ubicado en el
puente deslizante).
La mesa es una bancada fija, sobre la que se desliza un carro de gran
longitud (muy similar a los de las máquinas de cepillado), en dos
movimientos automáticos: transversal y longitudinal.
Para trabajos específicos, por ejemplo el labrado de ranuras paralelas, el
husillo permite que se monte un tren de fresado, que no es otra cosa que
una pieza que contiene varias fresas que trabajan en conjunción.
La fresadora horizontal está especialmente indicada para el labrado de
ranuras o hendiduras, de muy distintas formas. La profundidad máxima de
estas ranuras se calcula por la diferencia entre el radio exterior de los
casquillos de separación, que sujetan el husillo, y el radio exterior de la
fresa. Esto permite conocer, de antemano, si la máquina con la que
queremos trabajar soporta las fresas que necesitamos para realizar las
hendiduras, a las profundidas requeridas.
Fresadora Vertical.
En este tipo de fresadoras, el eje está orientado verticalmente,
perpendicular a la mesa. Cuenta con la posibilidad de realizar un pequeño
desplazamiento tipo axial, ideal para facilitar el labrado escalonado o en
escalada.
Algunos tipos de fresadoras verticales cuentan con la posibilidad de
adaptarles piezas giratorias o mesas de trabajo giratorias. Con estos
añadidos, es posible el fresado continuo de piezas, en trabajos de baja
producción, y el labrado de ranuras o hendiduras circulares.
Las fresas montadas en el husillo, giran sobre su eje. Son del tipo cilíndrico
frontal.
Su cabezal es semejante al de las máquinas taladradoras.
En la forma de operar, las fresadoras verticales son similares a las
máquinas perfiladoras o vaciadoras.
Tanto la mesa como el husillo pueden realizar un desplazamiento vertical;
hecho que permite una mayor profundidad a la hora del corte.
La fresadora vertical también está indicada en el taladrado de agujeros a
distancias medidas o precisas, gracias al ajuste micrométrico de la mesa.
Existen dos tipos de fresadoras verticales: las de banco fijo o bancada y las
de torreta o consola.
Fresadora vertical de banco fijo o bancada.
Son de construcción robusta. El banco es una única pieza, fundida, rígida y
de gran peso; encargado de soportar la mesa de trabajo.
En las fresadoras de banco fijo, la mesa se mueve de forma perpendicular,
en relación al husillo. Éste, se mueve en paralelo, en relación a su propio
eje. Mientras, el carro se desplaza transversal y longitudinalmente.
La clasificación de simplex, duplex y triplex; tiene que ver el número de
cabezales con los que viene equipada la máquina.
En algunos modelos, el carro es giratorio, igual que el de las fresadoras
universales.
Por la disposición de su eje, este tipo de fresadoras es adecuado para
acanalar y hacer ranuras, de considerable profundidad; en trabajos de larga
duración. Por sus características y posibilidades, es frecuente equiparlas
con ciclos de mecanizado automáticos.
Fresadora vertical de torreta o consola.
La particularidad más interesante de este tipo de fresadoras, es que el
husillo no se mueve durante el corte o labrado de la pieza.
La mesa posee movimiento longitudinal y perpendicular, en relación al
husillo.
Fresadoras Especiales.
El único denominador común del grupo de fresadoras encerrado en este
tipo es que, todas ellas, tienen características especiales.
Entre ellas, las formas constructivas varían en gran proporción. Ello es
debido a las particularidades de los distintos procesos de fabricación para
los que han sido pensadas.
Fresadora Circular.
Las fresadoras circulares admiten la posibilidad de trabajar con uno o varios
cabezales verticales, de forma que cada uno pueda ejercer una función
distinta, durante el proceso de fabricación.
Disponen de una gran mesa circular, giratoria, sobra la cual sucede el
desplazamiento del carro portaherramientas.
Con este tipo especial de fresadoras, puede mecanizarse una pieza en un
lado y montar y desmontar piezas, en el otro; al mismo tiempo.
Fresadora Copiadora.
Tal cual indica su nombre, este tipo especial de fresadoras está ideado para
reproducir copias de un modelo, en las piezas a mecanizar. Con tal fin,
disponen de dos mesas: una de trabajo, donde está sujeta la pieza a fresar,
y la otra, auxiliar, sobre la que se sitúa el modelo a copiar.
El movimiento del eje, en las fresadoras copiadoras, ocurre en sentido
horizontal, únicamente. El eje está situado perpendicular a la mesa, en un
mecanismo similar al de un pantógrafo. Se le anexiona una pieza
llamada palpador, que es la encargada de, precisamente, palpar el modelo
a copiar. El palpador sigue el contorno del modelo a copiar y la
herramienta portafresa copia el movimiento descrito por él, y va labrando la
nueva pieza.
Este tipo de fresadoras está especialmente indicado para reproducir figuras,
grabados o planos.
Algunos modelos de fresadoras copiadoras no disponen de mecanismos
palpadores o de seguimiento, sino de una serie de sistemas electrónicos,
electro-hidráulicos o hidráulicos.
Dentro del subgrupo de copiadoras puede encontrarse también, otro tipo de
máquinas de gran tamaño, destinadas a la copia de piezas
tridimensionales. Su uso está destinado a la elaboración de coquillas para
fundiciones, matrices, etc.
Fresadora de Pórtico.
Las fresadoras especiales de pórtico, (también conocidas como de
puente), tienen dos movimientos: vertical y transversal. La pieza a labrar
posee, a su vez, movimiento longitudinal.
El eje o cabezal portaherramientas está situado, verticalmente, sobre una
estructura formada por dos columnas, ubicadas a ambos lados de la mesa.
Su uso principal es la elaboración de piezas de grandes dimensiones, por
ejemplo, coronas y tornillos sinfín, engranajes cilíndricos o helicoidales, o
platos de transmisión a cadena.
En el subgrupo de las de pórtico, algunos modelos disponen además de un
par de cabezales horizontales, situados uno a cada lado de la mesa, con
desplazamiento vertical. Mientras que sus ejes describen un
desplazamiento horizontal. Todo ello permite que este modelo describa un
gran número de movimientos, lo que da una mayor libertad y un mayor
número de posibilidades de labrado de piezas.
Fresadora de Puente Móvil.
Se denomina así al tipo especial de fresadoras en las que la mesa
permanece inmóvil y el movimiento sucede en la herramienta, que se
desplaza a lo largo de la pieza a mecanizar, por medio de una estructura
similar a la de un puente grúa.
Su uso principal es el de la mecanización de piezas de gran tamaño, por
ejemplo las destinadas a aeronáutica o algunos modelos para fundiciones.
Son ideales cuando la fuerza a ejercer, requerida, es poca. Para trabajar en
largas distancias y a mucha altura.
En su contra, es importante saber que este tipo no cuenta con mucha
flexibilidad, puesto que suelen tener un motor –o aún mejor, dos motores-
de gran tamaño, destinado a mover el peso del puente grúa. Esto hace que
tengan una gran robustez y ello se traduce en un mayor peso a desplazar.
Fresadoras para madera.
Las fresadoras de este tipo son máquinas portátiles que utilizan una
herramienta rotativa para fresar superficies planas de madera. Estan
preparadas para soportar un gran número de horas de trabajo en la madera
o sus derivados.
Las fresadoras para madera se utilizan principalmente en labores de
bricolaje y ebanistería. Pueden elaborarse cajeados (necesarios para alojar
bisagras o cerraduras), ranurados (machimbrados o juntas de cola), perfiles
(molduras, etc.), grabados en 3D y cortes de cualquier tipo.
Las herramientas de corte utilizadas en este tipo de fresadoras son fresas
especialmente diseñadas para madera: con dientes mayores y más
espaciados que los que tienen las fresas destinadas al mecanizado del
metal.
Fresadoras CNC
Las fresadoras con control numérico por computadora (CNC) son un
ejemplo de automatización programable. Se diseñaron para adaptar las
variaciones en la configuración de productos. Su principal aplicación se
centra en volúmenes de producción medios de piezas sencillas y en
volúmenes de producción medios y bajos de piezas complejas, permitiendo
realizar mecanizados de precisión con la facilidad que representa cambiar
de un modelo de pieza a otra mediante la inserción del programa
correspondiente y de las nuevas herramientas que se tengan que utilizar
así como el sistema de sujeción de las piezas. Utilizando el control
numérico, el equipo de procesado se controla a través de un programa que
utiliza números, letras y otros símbolos, (por ejemplo los llamados
códigos GM). Estos números, letras y símbolos, los cuales llegan a incluir &,
%, $ y ” (comillas), están codificados en un formato apropiado para definir
un programa de instrucciones para desarrollar una tarea concreta. Cuando
la tarea en cuestión varía se cambia el programa de instrucciones.
Estructura básica
Estructura del tornoEl torno tiene cinco componentes principales: Bancada: sirve de soporte para las otras unidades del torno. En su parte superior llevaunas guías por las que se desplaza el cabezal móvil o contrapunto y el carro principal. Ccabezal fijo: contiene losengranajesopoleasque impulsan la pieza de trabajo y lasunidades de avance. Incluye elmotor , el husillo, el selector de velocidad, el selector deunidad de avance y el selector de sentido de avance. Además sirve para soporte y rotaciónde la pieza de trabajo que se apoya en el husillo. Ccontrapunto: el contrapunto es el elemento que se utiliza para servir de apoyo y poder colocar las piezas que son torneadas entre puntos, así como otros elementos tales comoportabrocas o brocas para hacer taladros en el centro de los ejes. Este contrapunto puedemoverse y fijarse en diversas posiciones a lo largo de la bancada. Ccarros portaherramientas: consta del carro principal, que produce los movimientos deavance y profundidad de pasada, y del carro transversal, que se desliza transversalmentesobre el carro
principal. En los tornos paralelos hay además un carro superior orientable,formado a su vez por tres piezas: la base, el charriot y el porta herramientas. Su base estáapoyada sobre una plataforma giratoria para orientarlo en cualquier dirección. Cabezal giratorio o chuck: su función consiste en sujetar la pieza a mecanizar. Hay variostipos, como el chuck independiente de cuatro mordazas o el universal, mayoritariamenteempleado en el taller mecánico, al igual que hay chucks magnéticos y de seis mordazas.Equipo auxiliar Se requieren ciertos accesorios, como sujetadores para la pieza de trabajo, soportes yportaherramientas. Algunos accesorios comunes incluyen: Plato de sujeción de garras: sujeta la pieza de trabajo en el cabezal y transmite elmovimiento. Centros: soportan la pieza de trabajo en el cabezal y en la contrapunta. Perno de arrastre: Se fija en el plato de torno y en la pieza de trabajo y le transmite elmovimiento a la pieza cuando está montada entre centros. Soporte fijo o luneta fija: soporta el extremo extendido de la pieza de trabajo cuando nopuede usarse la contrapunta. Soporte móvil o luneta móvil: se monta en el carro y permite soportar piezas de trabajolargas cerca del punto de corte. Torreta portaherramientascon alineación múltiple
Equipo periférico
Accesorios y periféricos
Se conocen como accesorios de una máquina aquellos equipamientos que formando parte de la misma son adquiridos a un proveedorexterno, porque son de
aplicación universal para ese tipo de máquina. Por ejemplo la batería de un automóvil es un accesorio de mismo.
Todas las máquinas que tienen incorporado su funcionamiento CNC, necesitan una serie de accesorios que en el caso de un torno se concretan en los siguientes:8
UCP (Unidad de Control de Proceso) Gráficos dinámicos de sólidos y de trayectoria Editor de perfiles Periféricos de entrada Periféricos de salidaUCP (Unidad central de proceso
Artículo principal: Unidad central de proceso.
La UCP o CPU es el cerebro de cálculo de la máquina, gracias al microprocesador que incorpora. La potencia de cálculo de la máquina la determina el microprocesador instalado. A cada máquina se le puede instalar cualquiera de las UCP que hay en el mercado, por ejemplo: FAGOR, FANUC, SIEMENS, etc. Lo normal es que el cliente elige las características de la máquina que desea y luego elige la UCP que más le convenga por prestaciones, precio, servicio, etc.
Las funciones principales encomendadas a la UCP es desarrollar las órdenes de mando y control que tiene que tener la máquina de acuerdo con el programa de mecanizado que el programadorhaya establecido, como por ejemplo calcular la posición exacta que deben tener las herramientas en todo el proceso de trabajo, mediante el control del desplazamiento de los correspondientes carros longitudinal y transversal. También debe controlar los factores tecnológicos del mecanizado, o sea las revoluciones del husillo y los avances de trabajo y de desplazamiento rápido así como el cambio de herramienta.
Por otra parte la UCP, integra las diferentes memorias del sistema, que pueden ser EPROM, ROM, RAM y TAMPON, que sirven para almacenar los programas y actuar como un disco duro de cualquier ordenador.
Como periférico de entrada el más significativo e importante es el teclado que está instalado en el panel de mandos de la máquina, desde donde se pueden introducir correcciones y modificaciones al programa inicial, incluso elaborar un programa individual de mecanizado. Hay muchos tipos de periféricos de entrada con mayor o menor complejidad, lo que si tienen que estar construidos es a prueba de ambientes agresivos como los que hay en los talleres.
Como periférico de salida más importante se encuentra el monitor que es por donde nos vamos informando del proceso de ejecución del mecanizado y podemos ver todos los valores de cada secuencia. También podemos controlar el desplazamiento manual de los carros y demás elementos móviles de la máquina.9
Clases de CNC
Mecanizado: Proceso de usar una maquina para cortar y controlar objetos apartir de materiales en bruto.
En el torno la pieza gira sobre su eje mientras una herramienta de corte extrae material de la pieza gira sobre su eje mientras una herramienta de corte extrae material de la pieza, el torno corta el material para producir la forma deceada.
Cuando se corta en la superficie externa se dice que se realiza una operación externa, el torno puede cortar desde adentro (operaciones internas)
-escariar
-taladrar
-horadar o perforar
Los primeros tornos se usaba un pedal o volante pata girar el usillo, mas adelante se agregaron motores, mas adelante se integraron interruptores y toda la operación era muy laboriosa por eso se desarrollo el C.N. que permite definir cualquier secuencia de operaciones mediante una serie de códigos al agradarse una computadora que permite programar piezas, simular operaciones, llevar cuenta etc. Después de esto llego el C.N.C. son eternamente controladas por computadora que ejecuta los programas que el operador indica.
Los datos que detienen estos movimientos son leídos en el programa y son transmitidos al torno CNC desde la computadora.
VENTAJAS DE CNC
-Mayor precisión en el torneado
-Permite el corte de piezas complejas
-Producción más rápida
-Más fácil ajuste inicial
-Menos habilidad para operar
En el torno se realizan piezas cilíndricas.
CARRERAS EN CNC
- Producción de electrodomésticos
- Fabricación de automóviles y aviones
- Embaniesteria
- Ingeniero proyectista mecánico
Diseña productos, requiere conocimientos de matemáticas, física y mecánica, 6 años de estudio a nivel superior.
- Planificador de taller
Leen los diseños, deciden como configurar el torno, 2 años de estudio
- Fabricante de herramientas
Construyen herramientas y accesorios, se debe tener conocimiento de matemáticas, metalurgia y metalmecánica.
-Programador CNC
Escribe los programas para las maquinas CNC
-Mecánico tornero
Prepara los procesos y opera torno: carga programas, carga herramientas, supervisa la producción y ajusta la maquina.
RESEÑA DEL CNC
CNC: permite controlar maquinas herramientas mediante programas asegurando que el torno realiza una tarea completa y precisa cada vez que se coopera.
Objetivo:
En este curso se usaran sus conocimientos del torno y del CNC para tornear distintos productos.
LECCION 2 CONOCIMIENTOS BASICOS
HISTORIA DEL CNC
Su inicio fue en la revolución industrial en 1770 las maquinas eran operadas a mano, al fin se tiende mas y mas a la automatización ayudo el vapor, electricidad y materiales avanzados.
En 1945 al fin de la 2 guerra mundial se desarrollo la computadora electrónica.
En los 50´s se uso la computadora en una maquina herramienta.
No paso mucho tiempo hasta que la computación fue incorporada masivamente a la producción.
En los 60´s con los chips se reduce el costo de los controladores
Ventaja:
Precisión a 1/100 mm
Velocidad: reduce 99% tiempo de ajuste
SISTEMA DE COORDENADAS
-Ejes y coordenadas.
Para programar una maquina herramienta se usan las coordenadas cartesianas.
El sistema cartesiano fue desarrollado por descartes hace unos 300 años.
Este sistema se describe cualquier punto del plano por medio de numero y de las líneas X,Y la intersección de estas es el origen el eje se divide en cuadrantes.
II I
-x, y x,y
III IV
-x,-y x,-y
-Sistema de coordenadas del torno.
La herramienta puede mover en dos direcciones, a lo largo y hacia adentro y afuera X,Z
X profundidad (adentro y afuera
Z avance (movimiento de la plataforma).
Coordenadas absolutas y relativas
Absolutas: Las coordenadas se toman desde el origen
Relativas: Se comienza desde un punto de referencia que generalmente coincide con la ubicación actual de la herramienta.
Portaherramientas
Detalle del cabezal portaherramientas.
El torno CNC utiliza un tambor como portaherramientas donde pueden ir ubicados de seis a veinte herramientas diferentes, según sea el tamaño del torno, o de su complejidad. El cambio de herramienta se controla mediante el programa de mecanizado, y en cada cambio, los carros retroceden a una posición donde se produce el giro y la selección de la herramienta adecuada para proseguir el ciclo de mecanizado. Cuando acaba el mecanizado de la pieza los carros retroceden a
la posición inicial de retirada de la zona de trabajo para que sea posible realizar el cambio de piezas sin problemas. El tambor portaherramientas, conocido como revólver, lleva incorporado un servomotor que lo hace girar, y un sistema hidráulico o neumático que hace el enclavamiento del revolver, dando así una precisión que normalmente está entre 0.5 y 1 micra de milímetro. Las herramientas tienen que ser ajustadas a unas coordenadas adecuadas en un accesorio externo a los tornos de acuerdo con las cotas que indique el programa. En la mayoría de los casos se trabaja con plaquitas intercambiables de metal duro, con lo cual, cuando se necesita reponer la plaquita, no hace falta desmontar el portaherramientas de su alojamiento.7
Ventajas y desventajas de los tornos CNC frente a los convencionales
Ventajas:
Permiten obtener mayor precisión en el mecanizado. Permiten mecanizar piezas más complejas. Se puede cambiar fácilmente de mecanizar una pieza a otra. Se reducen los errores de los operarios. Cada vez son más baratos los tornos CNC. Se reducen tiempos de mecanizado.
Como desventajas se pueden indicar las siguientes:
Necesidad de realizar un programa previo al mecanizado de la primera pieza. Coste elevado de herramientas y accesorios lo que implica una elevada
inversión. Conveniencia de tener una gran ocupación para la máquina debido a su alto
coste.15
Sistema de herramientas
Para empezar con el conocimiento de una máquina herramienta como el torno, primero debemos definir
el concepto de máquina herramienta:
“La máquina herramienta es un tipo de máquina que se utiliza para dar forma a materiales sólidos, principalmente
metales. Su característica principal es su falta de movilidad, ya que suelen ser máquinas estacionarias.”
Ahora, una máquina herramienta puede dar forma a materiales sólidos mediante extracción de
materiales (torno, fresa, amoladora, perforadora, etc.), mediante aporte (soldadoras), o manteniendo la
misma cantidad de material (plegadoras, prensas, etc.).
Si vamos a estudiar de estas el torno, empecemos con su historia:
Se denomina torno (del latín tornus, y este del griego τόρνος, giro, vuelta) a una
máquina herramienta que permite mecanizar piezas de forma geométrica de revolución
(cilindros, conos, hélices). Estas máquinas-herramienta operan haciendo girar la pieza a
mecanizar mientras una o varias herramientas de corte son empujadas en un movimiento de
avance contra la superficie de la pieza, cortando las partes sobrantes en forma de viruta.
Desde el inicio de la Revolución industrial, el torno se ha convertido en una máquina básica
en el proceso industrial de mecanizado.
Se entiende que el primer torno que se puede considerar máquina herramienta fue el
inventado alrededor de 1751 por Jacques de Vaucanson, ya que fue el primero que incorporó
el instrumento de corte en una cabeza ajustable mecánicamente, quitándolo de las manos
del operario.
Estructura básica dela fresadora
Estructura de una fresadora
Diagrama de una fresadora horizontal.
1: base. 2: columna. 3: consola. 4: carro transversal. 5: mesa. 6: puente. 7: eje portaherramientas.
Detalle de mesa de una fresadora.
Los componentes principales de una fresadora son la base, el cuerpo, la consola, el carro, la mesa,
el puente y el eje de la herramienta. La base permite un apoyo correcto de la fresadora en el suelo.
El cuerpo o bastidor tiene forma de columna y se apoya sobre la base o ambas forman parte de la
misma pieza. Habitualmente, la base y la columna son de fundición aleada y estabilizada. La
columna tiene en la parte frontal unas guías templadas y rectificadas para el movimiento de la
consola y unos mandos para el accionamiento y control de la máquina.
La consola se desliza verticalmente sobre las guías del cuerpo y sirve de sujeción para la mesa. La
mesa tiene una superficie ranurada sobre la que se sujeta la pieza a conformar. La mesa se apoya
sobre dos carros que permiten el movimiento longitudinal y transversal de la mesa sobre la
consola.
El puente es una pieza apoyada en voladizo sobre el bastidor y en él se alojan unas lunetas donde
se apoya el eje portaherramientas. En la parte superior del puente suele haber montado uno o
varios tornillos de cáncamo para facilitar el transporte de la máquina.3 El portaherramientas o
portafresas es el apoyo de la herramienta y le transmite el movimiento de rotación del mecanismo
de accionamiento alojado en el interior del bastidor. Este eje suele ser de acero aleado al cromo-
vanadio para herramientas.
LENGUAJE DE PROGRAMACIÓNLos pasos a seguir para la programación en control numérico son similares a aquellos establecidos en la manufactura.1. Entendimiento del dibujo de definición de la pieza, el cual debe contener:
La información dimensional.Las tolerancias dimensionales y de forma permitidas.El acabado superficial de la piezaEl material de la piezaOtros datosDel análisis de este dibujo el programador obtiene el conjunto de superficies que van a ser maquinadas, las dimensiones de la pieza en bruto y las herramientas de corte que van a utilizase en el proceso.2. Una vez conocidos:El conjunto de superficies a maquinar en el procesoLas herramientas de corte.Los parámetros de corteLas dimensiones de la pieza en bruto.Las dimensiones y tolerancias de la pieza terminada, el programa de control numérico puede ser escrito.3. Una vez generado el programa de control numérico es necesario introducirlo a la memoria de la 'maquina.
En este proceso se utiliza el panel de control.4. Cuando la introducción del programa ha terminado la manufactura de la pieza puede iniciarse. Las
herramientas deben estar colocadas en sus posiciones. El sistema de referencia utilizado en la programación definido. Los compensadores de herramienta introducidos en la memoria correspondiente de la máquina y el refrigerante contenido en el depósito correspondiente.
SISTEMAS DE COORDENADAS EN CONTROL NUMÉRICOCuando la posición a la que la herramienta ha de desplazarse ha sido programada, el sistema de Control Numérico Computarizado mueve la herramienta a esa posición utilizando las coordenadas contenidas en los vocablos dimensionales del bloque. Para la máquina específica que estamos estudiando, se definen tres diferentes tipos de sistemas coordenados:El sistema coordenado de la máquina.El sistema coordenada de trabajo.El sistema coordenado de referencia.EL SISTEMA COORDENADO DE LA MÁQUINAEl origen de este sistema se conoce como cero máquina. Este punto es definido por el fabricante de la máquina. El sistema coordenado de la máquina se establece cuando se enciende ésta y la herramienta es llevada al punto de referencia.Una vez que el sistema de referencia de la máquina se ha establecido, este no puede ser cambiado por definición de un sistema local o de trabajo. La única posibilidad para que el sistema sea borrado es que la máquina sea apagada.EL PUNTO DE REFERENCIALa posición de este punto generalmente coincide con las marcas de colocación en las reglas de medición, debido a que estas marcas se encuentran generalmente en los extremos de las reglas, el punto origen del cero máquina se define en los extremos de la carrera de la máquina. Cuando la máquina es encendida la operación de llevar la maquina a su punto de referencia es la primera tarea que debe ejecutarse. Una vez que este punto es alcanzado el sistema de referencia de la máquina es establecido.EL SISTEMA COORDENADO DE TRABAJO.El sistema coordenado utilizado en el maquinado de la pieza se conoce como sistema coordenado de trabajo. El origen de este sistema se define en un punto de utilidad para la programación de la geometría de la pieza. El sistema de trabajo coordenado puede ser establecido utilizando cualesquiera de los dos métodos siguientes:Utilizando la función G92.Utilizando las funciones G54-G59.
ESTABLECIMIENTO DEL SISTEMA COORDENADO DE TRABAJO UTILIZANDO LA FUNCIÓN G92.En este caso, en el mismo bloque donde se programa la función G92 se introducen las coordenadas del origen del trabajo. Por ejemplo:
G92 X90 Y78 Z-67Las coordenadas especificadas en el anterior bloque localizan la posición del origen del sistema coordenado respecto del cero máquina. Para obtener las coordenadas del origen del sistema de referencia la herramienta de corte podrá ser utilizada. Para explicar el procedimiento que deberá seguirse se utilizan los siguientes pasos:a. Se coloca la pieza de trabajo sobre la mesa de la máquina y se sujeta utilizando cualesquiera de los
dispositivos de sujeción conocidos.b. Se pone a girar la herramienta de trabajo utilizando el modo MDI de programación.c. Se desplaza la herramienta de corte hasta que roce una de las superficies perpendiculares a uno de los
ejes coordenados. El valor de la coordenada que se lee en el control numérico se le resta o se le suma el radio de la herramienta, dependiendo de la dirección del eje coordenado. En ese momento la posición del eje de la herramienta a lo largo del eje considerado queda establecida. Esto se debe a que el origen de cero dimensiones de la herramienta se localiza en el punto de intersección del eje de rotación de la herramienta y la base sobre el husillo de trabajo donde se apoya la herramienta de corte.
Ejemplo. Si suponemos que la herramienta tiene un diámetro de 10 mm a la posición marcada en la pantalla del panel de control, deberá restársele 5 mm que se asocian al radio de la herramienta de corte. En el caso del eje Y la coordenada que se lee en el panel de control se le restan 5 mm. En el caso del eje Z la longitud de la herramienta deberá ser considerada. Si en el maquinado de la pieza solamente una herramienta de corte será: utilizada se puede tomar la coordenada que aparece en el panel de control, cuando la superficie perpendicular al eje de la herramienta es rozada por la punta de la herramienta de corte. En la memoria del herramental la longitud de la herramienta es considerada como cero.Cuando varias herramientas son utilizadas en el proceso, se lleva el husillo de trabajo hasta hacerlo coincidir con la superficie a maquinar. La coordenada que se lea en el panel de control será la coordenada del origen. Las dimensiones de la herramienta se incluyen en la localidad de la memoria correspondiente. La compensación se realiza automática mente cuando la herramienta se selecciona.Una vez conocidas las coordenadas del origen del sistema coordenado de trabajo se programa la función G92 X_ Y_ Z_. El control numérico transfiere el origen del sistema coordenado del cero máquina al punto definido por X, Y y Z. ESTABLECIMIENTO DEL SISTEMA COORDENADO DE TRABAJO UTILIZANDO LAS FUNCIONES G54-G59.Seis diferentes sistemas coordenados pueden ser establecidos utilizando el conjunto de funciones G54-G59. Estos sistemas coordenados se establecen introduciendo en la memoria de la maquina las coordenadas, respecto del cero máquina, de los orígenes de los sistemas de trabajo. En el programa de control numérico el origen de trabajo se activa mediante la programación de la función correspondiente a la localidad de memoria donde las coordenadas de su origen se almacenaron.
G54 SISTEMA DE TRABAJO 1
G55 SISTEMA DE TRABAJO 2
G56 SISTEMA DE TRABAJO 3
G57 SISTEMA DE TRABAJO 4
G58 SISTEMA DE TRABAJO 5
G59 SISTEMA DE TRABAJO 6
Ejemplo:G55 G00 X20 Z100
En este caso, la colocación de la herramienta se realiza a las posiciones especificadas en los vocablos dimensionales. Estas coordenadas se localizan respecto al sistema de trabajo 2 debido a la programación de la función G55.
SISTEMAS LOCALES DE REFERENCIA
Mientras se programa en un sistema coordenado de trabajo, es conveniente tener un sistema local definido. El sistema local se especifica respecto al sistema coordenado de trabajo mediante la utilización de la función G52. El origen de este sistema se define en los vocablos dimensionales que acompañan a la función principal. Por ejemplo, cuando se programa:
G52 X20 Y45 Z32Con lo cual, en la posición especificada se define e! origen de un nuevo sistema coordenado. La dirección de los ejes del nuevo sistema definido coincide con las direcciones de los ejes del sistema coordenado de trabajo. Cuando un sistema local se define, las instrucciones de movimiento que se programen en modo absoluto estarán referidas al sistema local definido. El sistema local puede ser cambiado mediante la programación de la función G52 acompañado por las coordenadas del nuevo origen. El sistema local puede ser anulado mediante la programación de la función G52 acompañado de los vocablos dimensionales igualados a cero.
SELECCIÓN DEL PLANO DE MAQUINADOEn aplicaciones relacionadas con interpolaciones circulares y compensación del radio de la herramienta, la selección del plano de maquinado le permite conocer al sistema de control el eje perpendicular al plano de maquinado y los ejes respecto de los cuales la interpolación y la compensación del radio de la herramienta podrá ejecutarse. La definición del plano de maquinado se realiza mediante la programación de las siguientes funciones:
G17 DEFINICIÓN DEL PLANO X-Y
G18 DEFINICION DEL PLANO X-Z
G19 DEFINICIÓN DEL PLANO Y-Z
PROGRAMACIÓN ABSOLUTA E INCREMENTALEn control numérico existen dos formas posibles de especificar, los valores de los vocablos dimensionales. La diferencia entre estas dos, formas es la referencia utilizada en la especificación:FUNCIÓN G90.En el caso de coordenadas especificadas en forma absoluta se utiliza la función G90. Las coordenadas especificadas respecto de este sistema deberán ser siempre referidasal sistema coordenado activo en ese momento. Ejemplo:
G90 GOO X30 Y60FUNCIÓN G91.En este caso, la posición a la que ha de desplazarse la herramienta de corte se programa mediante los, vocablos expresados respecto al punto anterior definido. Ejemplo:
G91 G00 X20 Y30LA FUNCIÓN DE LA HERRAMIENTA
El proceso de manufactura de una pieza generalmente utiliza varias herramientas de corte en sus operaciones,(en manufactura a estas operaciones se les conoce como fases del proceso). Para _ ejecución de cada fase, una herramienta debe ser colocada en el husillo de trabajo. En control numérico el cambio de herramienta' se realiza en forma automática mediante la programación de una orden especifica. Las dimensiones de la herramienta se programan utilizando los compensadores estáticos y dinámicos de la herramienta.El cambio de la herramienta de corte se especifica utilizando el vocablo T. Cuando esta función se programa en forma conjunta con la función auxiliar MO6 (cambio automático de herramienta) la herramienta de corte se desplaza hasta la posición de cambio automático. En esta posición el carrusel de herramientas retira la herramienta activa en el husillo de trabajo y en su lugar coloca la herramienta cuya posición se especifico bajo el vocablo T. Ejemplo:
M6 T2Cuando el anterior comando se ejecuta, la herramienta se desplaza a la posición de cambio automático, el carrusel retira la herramienta que se encuentra activa y coloca la herramienta número 2 del carrusel en el husillo de trabajo.FUNCIÓN G00.Cuando esta función se programa, la herramienta se desplaza a la posición programada, siguiendo una línea recta a una velocidad especificada en el sistema de control. Generalmente esta función se utiliza para colocar
la herramienta de corte de un punto a otro, dentro del espacio de trabajo de la máquina. Cuando una función G00 se ejecuta, la herramienta es acelerada hasta alcanzar una velocidad predeterminada.Cuando el control detecta la aproximación a la posición programada la herramienta desacelera.La programación de esta función puede realizarse en coordenadas absolutas o incrementales. Además deberá tenerse cuidado de programar los desplazamientos de la herramienta considerando la secuencia de los movimientos. El primer movimiento de la herramienta deberá programarse en un plano paralelo al plano de maquinado. Una vez colocada la herramienta esta podrá descender a lo largo del eje perpendicular al plano de maquinado. En forma similar cuando la herramienta se retire después del proceso de corte se deberá mover en la dirección perpendicular al plano de maquinado retirándose de éste y posteriormente se deberá desplazar la herramienta en un plano paralelo al plano de maquinado.FUNCIÓN G01.Cuando esta función se utiliza la herramienta se desplaza a la posición programada, siguiendo una línea recta entre el punto en el que se encuentra colocada y el punto programado. La velocidad de desplazamiento de la herramienta se especifica en el vocablo F que se encuentra en el mismo bloque donde se programo la función G01. La programación de esta función podrá realizarse en coordenadas absolutas o incrementales.Las recomendaciones dadas en la programación de la función de colocación G00 deberán ser tomadas en cuenta cuando se programe utilizando la función G01.FUNCIONES GO2 y GO3.Las funciones que describen arcos de circulo se conocen como funciones de interpolación circular. En estas funciones el punto final que debe alcanzarse se programa en los vocablos dimensionales que acompañan a la función G. Así el punto final del arco se especifica por los vocablos X, Y o Z, donde las magnitudes pueden ser expresadas en coordenadas absolutas o incrementales. También se debe programar el radio del círculo que se describirá o de manera alternativa las coordenadas del centro del radio y la velocidad de avance de la herramienta. Un importante aspecto que debe considerarse es que el plano de maquinado donde se define el arco de círculo deberá ser programado en un bloque anterior. Además de estos valores deberá programarse el sentido de la trayectoria de la herramienta cuando la función se ejecute:La función G02 define un arco de círculo en el sentido de las manecillas del reloj.La función GO3 define un arco de círculo en el sentido contrario al de las manecillas del reloj.La consideración planteada anteriormente referente a que el plano donde el arco de círculo necesita estar programado en un bloque anterior a aquel donde la función de interpolación circular se programa, se debe al hecho de que las funciones de interpolación circular se definen en un plano. Los vocablos dimensionales a utilizar dependen del plano donde el arco se maquinara.Arco en el plano X-Y.
G17 (G02/G03) X_Y_(R_/I_J_) F_Arco en el plano X-Z
G18 (G02/G03) X__ Z__ (R__/I__ K__) F__Arco en el plano Y-Z
G19 (G02/G03) X__ Z__ (R__/J__ K__) F__ En los primeros paréntesis utilizados se define el sentido de la trayectoria mientras que en el segundo paréntesis se programa el radio del arco de círculo o las coordenadas del centro del arco.Consideraciones relevantes en la programación de las funciones de interpolación circular.Cuando el arco del círculo excede de 180 grados, el radio del círculo deberá especificarse con un valor negativo.Cuando el valor del radio no pueda ser especificado, las coordenadas del centro del círculo deberán ser dadas, utilizando los vocablos I, J o K:
I en una coordenada paralela al eje XJ en una coordenada paralela al eje YK en una coordenada paralela al eje Z
La posición del punto final de un arco de círculo se especifica por medio de los vocablos adimensionales X, Y o Z y puede ser expresado en coordenadas absolutas o relativas:Para el caso de la programación de las coordenadas de modo absoluto, las coordenadas se especifican de modo absoluto, las coordenadas se especifican respecto al origen del sistema coordenado activo. El bloque de programación estará formado por las palabras:
N...G...X...Y...I...J...F...
Donde G especifica la dirección del movimiento. X y Y serán las coordenadas del punto final del arco I, J serán las coordenadas del centro del círculo.Para el caso de la programación de modo relativo, las coordenadas se especificarán respecto del punto inicial del arco.La determinación de las coordenadas del punto final debe realizarse respecto del punto inicial del arco.La determinación de las coordenadas del centro del circulo se realiza respecto del punto inicial del arco.La programación del maquinado del arco será:
N...G...X...Y...I...J...F...LA VELOCIDAD DE CORTE
La velocidad lineal generada entre la herramienta de corte y la pieza de trabajo debida a la rotación de alguno de las partes cuando se realiza el proceso de maquinado, se conoce en manufactura como velocidad de corte. Debido que nos referimos a una velocidad relativa, esta se presenta en la superficie donde herramienta y pieza interaccionan.Los esfuerzos generados en el proceso de manufactura influyen de manera determinante en la distribución de temperatura tanto en la herramienta de corte como en la pieza de trabajo. La distribución de temperatura en la herramienta determina por una parte el cambio de sus propiedades mecánicas, lo que influye directamente en la duración de su filo, la tasa de desgaste y, consecuentemente, la precisión del maquinado. Mientras que la distribución de la temperatura en la pieza determina sus propiedades mecánicas, su calidad superficial y la precisión dimensional obtenida en el proceso.En manufactura las unidades de la velocidad de corte se expresan generalmente como:En el sistema métrico: (mm/minuto) o (mm/revolución)En el sistema inglés: (pulgadas/minuto) o (pulgadas/revolución)Debido a que la velocidad lineal tangente a la superficie giratoria debe su naturaleza a una velocidad angular, su cálculo se basa en la ecuación del movimiento rotacional:
V= p x D x S/1000Donde : D = Diámetro de la parte giratoria.V = Velocidad lineal de la parte giratoria en la superficie tangente.S = Velocidad angular de la parte giratoria.
Movimientos de la herramienta
El principal movimiento de la herramienta es el giro sobre su eje. En algunas fresadoras también es
posible variar la inclinación de la herramienta o incluso prolongar su posición a lo largo de su eje de
giro. En las fresadoras de puente móvil todos los movimientos los realiza la herramienta mientras la
pieza permanece inmóvil.
Características de las plaquitas insertables
Fresa de planear con plaquitas insertables cuadradas.
Fresa de perfilar con plaquitas redondas.
La calidad de las plaquitas insertables se selecciona teniendo en cuenta el material de la pieza, el
tipo de aplicación y las condiciones de mecanizado. La variedad de las formas de las plaquitas es
grande y está normalizada. Asimismo la variedad de materiales de las herramientas modernas es
considerable y está sujeta a un desarrollo continuo.15 Los principales materiales de las plaquitas de
metal duro para fresado son los que se muestran en la siguiente tabla:
Material Símbolo
Metales duros recubiertos HC
Metales duros H
Cermets HT, HC
Cerámicas CA, CN, CC
Nitruro de boro cúbico BN
Diamantes policristalinos DP, HC
La adecuación de los diferentes tipos de plaquitas según sea el material a mecanizar se indican a
continuación y se clasifican según una norma ISO/ANSI para indicar las aplicaciones en relación a
la resistencia y la tenacidad que tienen.
Código de calidades de plaquitas
SERIE ISO Características
Serie P ISO 01, 10, 20, 30, 40, 50Ideales para el mecanizado de acero, acero fundido, y acero
maleable de viruta larga.
Serie
MISO 10, 20, 30, 40
Ideales para fresar acero inoxidable, ferrítico y martensítico,
acero fundido, acero al manganeso, fundición aleada,
fundición maleable y acero de fácil mecanización.
Serie K ISO 01, 10, 20, 30Ideal para el fresado de fundición gris, fundición en coquilla, y
fundición maleable de viruta corta.
Serie N ISO 01, 10. 20, 30 Ideal para el fresado de metales no-férreos
Serie S
Pueden ser de base de níquel o de base de titanio. Ideales
para el mecanizado de aleaciones termorresistentes y
súperaleaciones.
Serie H ISO 01, 10, 20, 30 Ideal para el fresado de materiales endurecidos.
Plaquita de widiacuadrada.
Plaquita de widia redonda.
Como hay tanta variedad en las formas geométricas, tamaños y ángulos de corte, existe una
codificación normalizada por la Organización Internacional de Estandarización (ISO 1832)16 que
está compuesta de cuatro letras y seis números donde cada una de estas letras y números indica
una característica determinada del tipo de plaquita correspondiente.17
Ejemplo de código de plaquita: SNMG 160408 HC
Primera
letra
Formageométrica
C Rómbica 80º
D Rómbica 55º
L Rectangular
R Redonda
S Cuadrada
T Triangular
V Rómbica 35º
WHexagonal
80º
Segundaletra
Ángulo de
incidencia
A 3º
B 5º
C 7º
D 15º
E 20º
F 25º
G 30º
N 0º
P 11º
Tercera
letra
Toleranciadimensional
J
Menor
Mayor
K
L
M
N
U
Cuartaletra
Tipo de sujeción
A Agujero sin avellanar
GAgujero con rompevirutas en dos caras
MAgujero con rompevirutas en una cara
NSin agujero ni rompevirutas
WAgujero avellanado en una cara
TAgujero avellanado y rompevirutas en una cara
NSin agujero y con rompevirutas en una cara
X No estándar
Las dos primeras cifras indican en milímetros la longitud de la arista de corte de la plaquita, las dos
cifras siguientes indican en milímetros el espesor de la plaquita y las dos últimas cifras indican en
décimas de milímetro el radio de punta de la plaquita. A este código general el fabricante de la
plaquita puede añadir dos letras para indicar la calidad de la plaquita o el uso recomendado.
Velocidad de rotación de la herramienta
La velocidad de rotación del husillo portaherramientas se expresa habitualmente en revoluciones
por minuto (rpm). En las fresadoras convencionales hay una gama limitada de velocidades, que
dependen de la velocidad de giro del motor principal y del número de velocidades de la caja de
cambios de la máquina. En las fresadoras de control numérico, esta velocidad es controlada con un
sistema de realimentación en el que puede seleccionarse una velocidad cualquiera dentro de un
rango de velocidades, hasta una velocidad máxima.
La velocidad de rotación de la herramienta es directamente proporcional a la velocidad de corte e
inversamente proporcional al diámetro de la herramienta.
TORNO.
Principales Operaciones Operaciones que realizan los tornos:Cilindrado:Consiste en mecanizar un cilindro recto de longitud y diámetro determinado. Una vez iniciado el corte con la profundidad y el avance deseado, la herramienta se desplaza automáticamente y realiza el trabajo. Generalmente se da una pasada de desbaste para dejar la pieza en la cota deseada y una pasada de acabado para alisar la superficie.
Mandrinado:Consiste en agrandar un agujero.
Refrentado:Consiste en mecanizar una superficie plana perpendicular al eje de giro, para esto la herramienta no tiene avance sino únicamente profundidad de pasada.
Roscado:El cilindrado se realiza con una velocidad muy lenta de avance de la herramienta en relación con la velocidad de giro de la pieza, ya que de otro modo quedaría grabados surcos; pues bien, el roscado se realiza con velocidad de avance mucho mayor en relación con al velocidad de la pieza, con lo que la herramienta marca una hélice que constituye la rosca.
Ranurado:Consiste en abrir ranuras en las piezas, si éstas son estrechas, se realizan con una herramienta de la misma anchura de la ranura, pero si son anchas habrá que darle a la herramienta un movimiento de avance.
Taladrado:Se realiza fijando brocas de diámetro apropiado en el cabezal móvil en lugar del contrapunto.
Moleteado:Consiste en imprimir en la superficie de la pieza un grabado por medio de una herramienta especial denominada “moleta” provista de una rueda que lleva en su superficie el grabado deseado y que se aplica fuertemente sobre la pieza a moletear.
Torneado cónico:Tiene por objeto obtener troncos de cono en lugar de cilindros. Se puede realizar por 3 procedimientos, como puede ser:• Inclinando el carro portaherramientas.• Desplazando el contra punto.• Con un dispositivo copiador.
Tronzado o corte de la pieza:Es el seccionamiento de la barra o de la pieza una vez terminada, utilizando una herramienta especialmente afilada denominada tronzadora. Como trabajos especiales se puede utilizar el torno como máquina de fresar montando la fresa que ha de ser de mango en el cabezal o en el plato de garras, y sobre el carro portaherramientas se fija un soporte orientable y desplazable verticalmente. También se puede utilizar como talladora de pequeños engranajes y como mandrinadora o máquina de ranurar. También como máquina de afilar, utilizando una muela de afilado, pero no es aconsejable esta aplicación ya que el (desmedir) desprendido de las muelas puede dañar las guías del torno.
AccesoriosAccesoriosSoporte Fijo
El Soporte fijo se utiliza para soportar piezas largas y delgadas y evitar que se flexione o salte al maquinarlas entre centros. El soporte fijo tambien se puede utilizar cuando es necesario maquinar el extremo de una pieza de trabajo sujeta en un chuck.
El Soporte Fijo se sujeta en la bancada de torno y se ajustan a sus tres mordazas a la superficie de la pieza para apoyarla. Las mordazas del soporte fijo por lo general, son de material blando como fibra o laton, para no dañar la superficie de la pieza de trabajo.
Soporte Movible El Soporte Movible, que se monta es la silleta, se mueve junto con el
carro para evitar que la pieza de trabajo se flexione y separe de la herramienta de corte. Este soporte, colocado inmediatamente debajo de la herramienta, se utiliza para soportar piezas largas para operaciones sucesivas, como corte de roscas.
RefrigerantesOBJETIVOS DEL REFRIGERANTEAcción de enfriamientoEl calor generado durante el mecanizado se debe al impacto del filo con la pieza de trabajo y el roce con las virutas sobre la superficie del inserto. Generalmente, hasta un 80% del calor generado durante el mecanizado es removido junto con las virutas. El 20% restante, permanece en el filo.
Porcentajes de calor
El calor generado durante el mecanizado suaviza el filo y acelera el desgaste, o causa cambios en las dimensiones de la pieza de trabajo debido a la expansión térmica. Al aplicar refrigerante, se evita que el calor se concentre en la herramienta y la pieza de trabajo debido a la acción de refrigerante. Esto resulta e una prolongación de la durabilidad de la herramienta y su exactitud.
En el corte de placas largas y delgadas, las mismas suelen deformarse debido al calor producido, a veces se realiza este tipo de mecanizado en un tanque lleno de refrigerante.
Acción de lubricaciónSi las virutas generadas se deslizan por la superficie del lado principal, entonces problemas tales como deformación del filo y soldaduras pueden ser eliminados y la durabilidad puede ser prolongada. Además, la exactitud dimensional de la pieza mecanizada es estabilizada.Al aplicar refrigerante, se generará una película de lubricación entre las virutas y el filo. Esta película permite que las virutas se deslicen por la superficie de la herramienta con facilidad, protegiendo el filo.
Acción de infiltraciónEl refrigerante se infiltra, se escurre, entre el filo de la herramienta, sus lados y la pieza de trabajo. Esta acción produce refrigeración y lubricidad.Acción de despejeSe refiere a acción de despeje cuando la fuerza o presión del refrigerante es utilizada para dirigir físicamente o evacuar las virutas a medida que se generan. Cuando se realiza perforado utilizando brocas cañón, los refrigerantes utilizados necesitan tener un nivel de viscosidad moderado.
EFECTO DEL REFRIGERANTEMecanizado continuoSe dice que el mecanizado en húmedo incrementa la durabilidad de la herramienta 2.5 veces a comparación con el mecanizado en seco. Esto se debe al efecto del refrigerante, que reduce la temperatura del filo y
previene que se reduzca la dureza del material de la herramienta. El refrigerante también evita que se produzcan soldaduras gracias a su lubricidad.
Mecanizado interrumpidoDurante el mecanizado en húmedo con interrupciones, pueden producirse rupturas térmicas ya que el filo de la herramienta es expuesto a shock térmicos. Por esto se entiendo cuando la temperatura del filo se incrementa rápidamente mientras mecaniza y disminuye abruptamente cuando la herramienta sale de la pieza de trabajo.El fresado es un mecanizado interrumpido, y el mecanizado en húmedo que facilite shock térmicos es contraproducente y puede causar choques térmicos.
Mecanizado de materiales de difícil corteCuando se mecaniza materiales de difícil corte tales como el acero inoxidable, acero resistente al calor, súperaleación con base de Ni y aleación de Ti, es necesario un refrigerante (soluble al agua) para prevenri astillamiento y fracturas aún en mecanizado interrumpido. En este caso, para prevenir choques térmicos, una gran cantidad de refrigerante debe ser utilizado.
PerforadoCon respecto al perforado, donde todo el mecanizado es realizado en un agujero, se requiere refrigerante para descargar las virutas y enfriar y lubricar el filo. (Refrigeración interna)Como otros modos de mecanizado, hay dos modos de refrigeración en el perforado, refrigeración externa e interna.
TIPOS DE REFRIGERANTESHay refrigerantes solubles al agua y no solubles al agua. Los refrigerante no solubles tienen un efecto de lubricación y los solubles al agua tienen un efecto de enfriamiento.
Refrigerantes no solubles al aguaLos mismos incluyen lo siguiente:- Aceite mineral (aceite de máquina)- Aceite grasoso (aceite de soja, semillas de colza)- Aceite mixto (aceite mineral + 5%-30% grasa y aceite)- Aceite de presión extrema (Aceite mineral + aditivos de presión extrema)Los refrigerantes no solubles al agua no son adecuados para el mecanizado de alta velocidad debido a problemas ambientales tales como humo y regulación de encendido. Por ello, los refrigerantes no solubles al agua son utilizados para escariado, fresado y desbaste; donde las velocidades de corte son relativamente bajas. Para el perforado de agujeros profundos con brocas cañón, los cuales requieren una viscosidad moderada como efecto de lubricación y evacuación de virutas, son utilizados refrigerantes no solubles al agua.
Refrigerantes solubles al aguaEl refrigerante soluble al agua utilizan un agente superficial activo para mezclar un refrigerante con base aceitosa con agua. Además de minerales y aceite, pueden incluirse aditivos de presión extrema, anti-oxidantes, anti-sépticos y anti-espuma.EMULSIONEl Oleum está hecho al agregar una pequeña cantidad de emulsificador, antiséptico y otros componente del aceite mineral. Si se mezcla con agua, la emulsión se torna blanca. Este tipo de refrigerante es utilizado principalmente en torneado y fresado.
SOLUBLE
El Oleum es generado al agregar grandes cantidades de aditivos a una pequeña cantidad de aceite mineral. Si es mezclado con agua, la solución se tornará traslúcida. Este tipo de refrigerante es principalmente utilizado para afilado y centros de mecanizado.CORTE EN SECO
El corte en seco fue inspirado por una política ambiental alemana. Ya que el mecanizado en seco beneficia al usuario y al ambiente, hay una tendencia a creer que el uso de refrigerantes en máquinas será prohibido en un futuro cercano.Costos de los refrigerantesEl siguiente gráfico muestra el porcentaje de costo de refrigerante del fabricante de la máquina. El refrigerante puede llegar a abarcar un costo del 16% del total. Esto demuestra que, en ocasiones, el costo del refrigerante puede llegar a ser cuatro veces mayor al costo de la herramienta. Los costos de los refrigerantes (compra, mantenimiento, reciclaje) son muy altos.A continuación hay un desglose de los costos del refrigerante. El gráfico de barras muestra los costos de refrigerantes de un fabricante de automotores. En notable que los costos de inventario y manejo suman un poco más del 60% del costo total. Si el uso de refrigerante es inevitable, será necesario reducir el consumo del mismo, parar de desechar y promover el reciclaje con la meta de reducir el costo en refrigerantes.
Situación actual del mecanizado en secoHasta ahora, han sido explicados los efectos del refrigerante, influencia en el medio-ambiente, los problemas de costo fueron detallados. Para realizar un mecanizado en seco total, es necesario perfeccionar varios aspectos de los mismos. Como paso de aproximamiento al mecanizado en seco del futuro, los siguientes métodos de mecanizado en seco están siendo desarrollados.Mecanizado con aire fríoEl mecanizado con aire frío es un método en el cual se utiliza aire frío en vez de líquido refrigerante. Simplemente enfría la herramienta y la pieza de trabajo. Los efectos no son tan buenos como con el líquido refrigerante, pero su uso es posible. Sin embargo, hay un problema durante el mecanizado de un agujero, es fácil enviar aire frío a una herramienta en torneado y fresado porque éstas se encuentran en un espacio abierto.MQLEl MQL (Lubricación de Cantidad Mínima) es un método en el cual una cantidad limitada de refrigerante es utilizada durante cierto período de tiempo. Generalmente hablando, la cantidad es de 30cc de refrigerante en 8 horas continuas. En el punto de vista ambiental, el modo MQL tiene mucho para ofrecer.Aplicación de refrigerante por nieblaEn este método el refrigerante es suspendido como niebla en el aire, y luego aplicado al filo de la herramienta. Este método puede ser utilizado efectivamente en perforado.Corte en seco totalMétodo en donde no se utiliza refrigerante en lo absoluto.Aceite vegetalSi toma en consideración la contaminación ambiental, será mejor utilizar aceite vegetal. Pero el aceite vegetal tiene la desventaja de oxidarse rápidamente. Si esta desventaja puede ser perfeccionada, entonces el aceite vegetal sería un refrigerante muy prometedor.
Equipo auxiliar, Accesorios y Refrigerante Equipo auxiliar
Se requieren ciertos accesorios, como sujetadores para la pieza de trabajo, soportes y portaherramientas. Algunos accesorios comunes incluyen:
Plato de sujeción de garras: sujeta la pieza de trabajo en el cabezal y transmite el movimiento.
Centros: soportan la pieza de trabajo en el cabezal y en la contrapunta.
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 está montada entre centros.
Soporte fijo o luneta fija: soporta el extremo extendido de la pieza de trabajo cuando no puede usarse la contrapunta.
Soporte móvil o luneta móvil: se monta en el carro y permite soportar piezas de trabajo largas cerca del punto de corte.
Torreta portaherramientas con alineación múltiple. Plato de arrastre: para amarrar piezas de difícil sujeción. Plato de garras independientes: tiene 4 garras que actúan de
forma independiente unas de otras.
Normas de seguridad 15.- Antes de la puesta en marcha.
Acabamos de recibir UN TORNO PARA MADERA es un regalo o nos lo hemos comprado, eso da igual. Estamos deseosos de ponerlo en marcha, abrimos el paquete y nos encontramos un sobre que contiene un manual, de USO Y MANTENIMIENTO, mas o menos voluminoso.
Observa que la tensión de la red sea igual a la del equipo.Que el enchufe tenga una buena conexión de tierra, si tienes dudas, consulta a un electricista profesional.La máquina ha de quedar sujeta firmemente para que no se desplace con las vibraciones.¿Que en la caja viene también unas gafas y resulta que no tienes moto? no te preocupes, las gafas son para que te las pongas siempre que trabajes en el torno. Tienes que coger el hábito de ponertelas siempre que trabajes en el torno o con las muelas de esmeril para el afilado de las herramientas y siempre que tengas una actividad que haya riesgos de que pueda saltar alguna particula en los ojos.Y porque tenemos dos ojos para toda la vida, ¡CUIDALOS!. ¡PONTE LAS GAFAS DE SEGURIDAD!.Y si con el torno no viene las gafas de protección, cómprate unas. Comprar unas gafas de protección no es un gasto, es una inversión.
¿Que tenemos que hacer antes de utilizar el torno?.
Todas las máquinas herramientas son peligrosas si no se les utiliza correctamente.
Leer atentamente el manual de uso y mantenimiento. No solo es suficiente haber leído el manual, sino que además tenemos
que estar seguros de haber entendido perfectamente lo que hemos leído. Si se tiene dudas, lo preguntamos, siempre hay alguien dispuesto a ayudarnos.
Es importante conocer la capacidad y los limites de la máquina y de los útiles que vamos a utilizar.
Medidas de seguridad a tener presente para trabajar en un torno para madera.
Antes de comenzar, lo primero es ponerse una careta facial ó cuando menos unas gafas de protección.
Durante el proceso de lijado, es importante usar mascarilla antipolvo. Disponer de una buena iluminación ambiental y sobre el puesto de
trabajo. Antes de poner el torno en marcha, por primera vez, tenemos que
asegurarnos que ha sido fijado convenientemente. Y siempre asegurarse que la pieza a elaborar está bien sujeta y que gira libremente y que no hay ningún roce o tropiezo con ningún elemento de la máquina.
No utilizar maderas que estén fisurádas o con nudos. Existe el riesgo de que se fragmenten y puedan proyectarse contra nosotros.
Sujetar las herramientas de corte bien, con las dos manos, y siempre apoyada contra el porta útil. Aproximar la herramienta al material a elaborar, con precaución. Sobre todo cuando comenzamos el mecanizado, el palo girará de forma irregular y podemos tener un enganche del material y la herramienta con resultados impredecibles.
Fijar la pieza a mecanizar sólidamente al plato o entre los puntos. Los formones y gubias además de estar muy bien afilados, es
necesario que el filo de corte esté muy bien asentado. Además de garantizarnos nuestra seguridad, obtendremos mejor calidad superficial de nuestra pieza.
Seleccionar la velocidad tangencial de corte adecuada. Más adelante veremos éste tema con más detalles.
Vigilar que el portaútil está lo más próximo posible a la pieza a mecanizar, y debe de estar lo suficientemente alto como para que el filo de corte de la herramienta esté ligeramente por encima del eje geométrico del torno, además, este debe de estar paralelo a la generatriz de la pieza que vamos a realizar.
Siempre que vallamos a lijar o pulimentar una pieza, quitaremos el portaútil y nos evitaremos algún que otro problema.
Para utilizar el papel de lija, cogerlo con los dedos, nunca con la mano y comenzar a lijar apoyando lijeramente la lija en una pequeña superficie de la pieza y comenzando por lo más próximo al cabezal. Así se evita que el papel de lija quede bloqueado y la mano sufra una lesión por atrapamiento entre la lija y la pieza que está girando.
¿Que debemos evitar de hacer cuando trabajamos en un torno
para madera?.
NO utilizar nunca guantes de ningún tipo. NO llevar ropas demasiado holgadas. La ropa de trabajo ha de ser
confortable pero lo suficientemente ajustada al cuerpo como para que no pueda ser atrapada por las máquinas. Las camisas deben estar remetidas en los pantalones y los cabellos largos recogidos en la nuca y mejor aún con una red.
NO llevar al cuello cadenas o adornos similares, las corbatas son un gran peligro no solo para el que utiliza el torno sino también para los que vienen a visitarnos que se aproximan a veces tanto que son un peligro. Así que evitaremos no llevar corbata nunca.
NO dejar el torno en funcionamiento sin nuestra presencia. Cortar la alimentación eléctrica para asegurarnos que los niños nunca podrán ponerlo en marcha.
No utilizar útiles inadecuados para trabajos en maquinas herramientas.
NO tornear maderas agrietadas, rajadas, con fisuras o nudos.
MUY IMPORTANTE: Todas las máquinas herramientas son peligrosas si no se les utiliza correctamente .
Estructura y principales movimientos
Los movimientos de trabajo del torno sonMovimiento de corte por rotación de la pieza.Movimiento de avance por desplazamiento longitudinal de la herramienta.Movimiento de profundidad de pasada por desplazamiento radial de la herramienta.
El torno sigue siendo la máquina fundamental de los talleres mecánicos y son aproximadamente el 65% del total de las máquinas-herramientas para el conformado por arranque de viruta. Se emplean generalmente para la mecanización de cuerpos de revolución como poleas, manguitos, pernos, etc.
Todo torno tiene cuatro partes principales que cambian de caracteristicas dependiendo al tipo de torno que pertenezca.
A continuacion se describira cada una de estas partes:
BancadaLa bancada, es la base o apoyo del torno, conocida también como la “espina dorsal” del torno, porque soporta todas las demás partes. Sobre la parte superior de la bancada están las guías las cuales por su precisión se determina el desempeño que puede alcanzar el torno, debajo de las guías frontales se encuentra una cremallera donde engrana un piñón que hace mover el carro cuando se gira el volante manual.
CabezalEl conjunto del cabezal principal va sujeto en forma permanente a la bancada en el extremo izquierdo del torno. Contiene el husillo del cabezal, el cual gira mediante engranajes o por una combinación de éstos y poleas.
ContrapuntoEl cabezal móvil o contrapunto está apoyado sobre las guías de la bancada y se puede desplazar manualmente a lo largo de ellas según la longitud de la pieza a mecanizar, su función primaria es servir de apoyo al borde externo de la pieza de trabajo.
CarroEl carro controla y sujeta la herramienta de corte. Tiene tres partes principales.
Carro principal.- aquel que produce los movimientos de avance en el sentido longitudinal de las guías del torno y profundidad de pasada en refrentado.
Carro transversal.- que se desliza transversalmente sobre el carro principal, avanzando en la operación de refrentado, y determina la profundidad de pasada en cilindrado.
Carro orientable o superior.- su base está apoyada sobre una plataforma giratoria orientable según una escala de grados sexagesimales, se emplea para el mecanizado de conos, o en operaciones especiales como algunas formas de roscado.
Herramientas de corte Se entiende por herramientas de corte a aquel instrumento que por su forma especial y por su modo de empleo, modifica paulatinamente el aspecto de un cuerpo, empleando el mínimo de tiempo y energía.
Las herramientas monofilas son herramientas de corte que poseen una parte cortante (o elemento productor de viruta) y un cuerpo. Son usadas comúnmente en los tornos, tornos revólver, cepillos, limadoras, mandriladoras y máquinas semejantes.
Herramientas de corte según la dirección del movimiento de avanceHerramientas de corte según la forma de la cabezaHerramientas de corte según el procedimiento de sujeción de la parte cortanteHerramientas de corte según la clase de trabajoLos buriles se pueden clasificar de acuerdo a su uso, los principales son:Útiles de desbaste:
rectos: derechos e izquierdos curvos: derechos y curvos
Útiles de afinado:
puntiagudos cuadrados
Útiles de corte lateral
derechos izquierdos
Útiles de forma
corte o tronzado forma curva
roscar desbaste interior
Tipos de torno Actualmente se utilizan en las industrias de mecanizados los siguientes tipos de tornos que dependen de la cantidad de piezas a mecanizar por serie, de la complejidad de las piezas y de la envergadura de las piezas.
Torno paraleloEl torno paralelo o mecánico es utilizado actualmente en los talleres de aprendices y de mantenimiento para realizar trabajos puntuales o especiales, esta máquina tiene un arranque de viruta que se produce al acercar la herramienta a la pieza en rotación, mediante el movimiento de ajuste, que al terminar una revolución completa se interrumpirá la formación de la misma.
Torno copiadorSe llama torno copiador a un tipo de torno que operando con un dispositivo hidráulico y electrónico permite el torneado de piezas mediante una plantilla.
Torno revólverEl torno revólver es una variedad de torno diseñado para mecanizar piezas sobre las que sea posible el trabajo simultáneo de varias herramientas con el fin de disminuir el tiempo total de mecanizado. Las piezas que presentan esa condición son aquellas que, partiendo de barras toman una forma final de casquillo o similar.
Torno automáticoSe llama torno automático a un tipo de torno cuyo proceso de trabajo está enteramente automatizado. La alimentación de la barra necesaria para cada pieza se hace también de forma automática, a partir de una barra larga que se inserta por un tubo que tiene el cabezal y se sujeta mediante pinzas de apriete hidráulico. Un torno automático es un torno totalmente mecánico, La puesta a punto de estos tornos es muy laboriosa, y por eso se utilizan para grandes series de producción, capaz de mecanizar piezas muy pequeñas con tolerancias muy estrechas, el movimiento de todas las herramientas está automatizado por un sistema de excéntricas que regulan el ciclo y topes de final de carrera.
Torno verticalEl torno vertical es una variedad de torno diseñado para mecanizar piezas de gran tamaño, que van sujetas al plato de garras u otros operadores y que por sus dimensiones o peso harían difícil su fijación en un torno horizontal. Los tornos verticales tienen el eje dispuesto verticalmente y el plato giratorio sobre un plano horizontal, lo que facilita el montaje de las piezas voluminosas y pesadas.
Torno CNCEl torno CNC es un tipo de torno operado mediante control numérico por computadora. Se caracteriza por ser una máquina herramienta muy eficaz para mecanizar piezas de revolución. Ofrece una gran capacidad de
producción y precisión en el mecanizado por su estructura funcional y porque la trayectoria de la herramienta de torneado es controlada a través del ordenador que lleva incorporado, el cual procesa las órdenes de ejecución contenidas en un software que previamente ha confeccionado un programador conocedor de la tecnología de mecanizado en torno. Es una máquina ideal para el trabajo en serie y mecanizado de piezas complejas.
Normas de seguridad •Los interruptores y demás mandos de puesta en marcha de las máquinas, se deben asegurar para que no sean accionados involuntariamente; las arrancadas involuntarias han producido muchos accidentes.
•Los ruedas dentadas, correas de transmisión, acoplamientos, e incluso los ejes lisos, deben se protegidos por cubiertas.
•Conectar el equipo a tableros eléctricos que cuente con interruptor diferencial y la puesta a tierra correspondiente.
•Todas las operaciones de comprobación, medición, ajuste, etc, deben realizarse con la máquina parada.
EQUIPOS DE PROTECCION PERSONAL
•Los trabajadores deben utilizar anteojos de seguridad contra impactos, sobre todo cuando se mecanizan metales duros, frágiles o quebradizos, debido al peligro que representa para los ojos las virutas y fragmentos de la máquina pudieran salir proyectados.
Se debe llevar la ropa de trabajo bien ajustada. Las mangas deben llevarse ceñidas a la muñeca.
Se debe usar calzado de seguridad que proteja contra cortes y pinchazos, así como contra caídas de piezas pesadas.
Es muy peligroso trabajar llevando anillos, relojes, pulseras, cadenas en el cuello, bufandas, corbatas o cualquier prenda que cuelgue.
Asimismo es peligroso llevar cabellos largos y sueltos, que deben recogerse bajo gorro o prenda similar. Lo mismo la barba larga.
Todas las operaciones de comprobación, ajuste, etc., deben realizarse con la máquina parada, especialmente las siguientes:
Alejarse o abandonar el puesto de trabajo Sujetar la pieza a trabajar Medir o Comprobar el acabado Limpiar Ajusta protecciones o realizar reparaciones Dirigir el chorro de taladrina.
Descripcion
El torno es una máquina para fabricar piezas de forma geométrica de revolución. Se utiliza desde la antigüedad para la alfarería.Más tarde empezó a utilizarse en carpintería para hacer piezas torneadas.Con el tiempo se ha llegado a convertir en una máquina importantísima en el proceso industrial de la actualidad.Los tornos operan haciendo girar la pieza a mecanizar (sujeta en el cabezal o fijada entre los puntos de centrado) mientras una o varias herramientas de corte son empujadas en un movimiento regulado de avance contra la superficie de la pieza, removiendo viruta de acuerdo con las condiciones tecnológicas de mecanizado adecuadas.La herramienta de corte va montada sobre un carro que se desplaza sobre unas guías o rieles paralelos al eje de giro de la pieza que se tornea, llamado eje Z; sobre este carro hay otro que se mueve según el eje X, en dirección radial a la pieza que se tornea, y puede haber un tercer carro llamado charriot que se puede inclinar, para hacer conos, y donde se apoya la torre portaherramientas. Cuando el carro principal desplaza la herramienta a lo largo del eje de rotación, produce el cilindrado de la pieza, y cuando el carro transversal se desplaza de forma perpendicular al eje de simetría de la pieza se realiza la operación denominada frenteado.Los tornos copiadores, automáticos y de control numérico llevan sistemas que permiten trabajar a los dos carros de forma simultánea, consiguiendo cilindrados cónicos y esféricos.