Torno
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Se denomina torno, a una serie de máquinas herramientas, que partiendo de un origen común han ido evolucionando al tiempo que las necesidades de producción, precisión y avances tecnológicos lo han permitido.
El torno es una máquina-herramienta adecuada para fabricar piezas de forma geométrica de revolución. También se denomina torno al que se utiliza desde antiguo en alfarería para formar piezas de arcilla simétricas. En este caso el torno consiste en un plato circular montado sobre un eje vertical, sobre el cual se apoya el material a trabajar. En sus inicios, el eje del torno de alfarero tenía en su parte inferior otro plato, que se hacía girar con los pies para dar movimiento al conjunto. Más tarde comenzaron a utilizarse tornos adecuados para carpintería y, a partir de la Revolución industrial, el torno como máquina-herramienta se ha convertido en una máquina básica en el proceso industrial de mecanizado.
Lo que tienen en común los tornos modernos de mecanizado actuales es que operan haciendo girar la pieza a mecanizar sujeta en el cabezal o fijada entre los puntos de centraje, mientras que una o varias herramientas cuyo filo de corte es empujado contra la superficie de la pieza, arrancando la viruta, en una serie de operaciones de torneado diferentes.
El torno es una máquina que trabaja en el plano, porque solo tiene dos ejes de trabajo, ( Z y X) de una parte el carro que desplaza las herramientas a lo largo de la pieza y produce torneados cilíndricos, y de otra el carro transversal que se desplaza de forma perpendicular al eje de simetría de la pieza, con este carro se realiza la operación denominada refrentado.
Los tornos copiadores, automáticos y de Control Numérico llevan sistemas que permiten trabajar los dos carros de forma simultánea, consiguiendo cilindrados cónicos y esféricos. Los tornos paralelos llevan montado un tercer carro, de accionamiento manual y giratorio, llamado Charriot, montado sobre el carro transversal, con el Charriot, inclinado a los grados necesarios es posible mecanizar conos. Encima del charriot, va fijado la torreta portaherramientas.
[editar] Operaciones de torneado
[editar] Torneado exterior
Cilindrado, refrentado, ranurado, roscado, moleteado, cilindrado cónico, cilindrado esférico, segado, chaflanado, excéntricas, espirales.
[editar] Torneado interior
Taladrado, mandrinado , ranurado, mandrinado cónico, mandrinado esférico, roscado, refrentado interior, chaflanado interior.
No todos los tornos pueden realizar todas estas operaciones que se indican, eso depende del tipo de torno que se utilice y de los accesorios o equipamientos que tenga.
Los tornos se utilizan para modelar superficies cónicas, cilíndricas y esféricas de diversos objetos y materiales diferentes. El tamaño y potencia de los tornos se refleja en las dimensiones máximas que pueden tener las piezas que se quieran mecanizar y la cantidad de viruta que se puede sacar en cada pasada.
[editar] Características principales de los tornos
- Potencia en KW del motor eléctrico que tienen
- Diámetro máximo de la pieza que permitan mecanizar (altura de puntos)
- Longitud máxima de la pieza que puedan mecaniza (longitud entre puntos)
- Gama de velocidades que tiene
- Gama de avances que tiene
- Características del manejo (manual, semiautomático o automático)
[editar] Tipos de torno
Actualmente se utilizan en las industrias de mecanizados los siguientes tipos de tornos que dependen de la cantidad de pieza a mecanizar por serie de la complejidad de la pieza y de la envergadura de las piezas
Aparte de los tornos que se utilizan en la industria mecánica están los que se utiliza para trabajar la madera, la ornamentación con mármol o granito, los de relojeros, alfareros, etc.
No todos los tornos pueden realizar todas estas operaciones que se indican, eso depende del tipo de torno que se utilice y de los accesorios o equipamientos que tenga.
Los tornos se utilizan para modelar superficies cónicas, cilíndricas y esféricas de diversos objetos y materiales diferentes. El tamaño y potencia de los tornos se refleja en las dimensiones máximas que pueden tener las piezas que se quieran mecanizar y la cantidad de viruta que se puede sacar en cada pasada
[editar] Movimientos de trabajo en la operación de torneado
- Movimiento de corte: por lo general se imparte a la pieza que gira rotacionalmente sobre su eje principal. Este movimiento lo imprime un motor eléctrico que transmite su giro al husillo principal mediante un sistema de poleas o engranajes. El husillo principal tiene acoplado a su extremo distintos sistemas de sujeción (platos de garras, pinzas, mandrinos auxiliares u otros), los cuales sujetan la pieza a mecanizar.
- Movimiento de avance: es debido al movimiento de la herramienta de corte en la dirección del eje de la pieza que se está trabajando. En combinación con el giro impartido al husillo, determina el espacio recorrido por la herramienta por cada vuelta que da la pieza. Este movimiento también puede no ser paralelo al eje, produciéndose así conos. En ese caso se gira el carro de debajo del transversal ajustando en una escala graduada el ángulo requerido, que será la mitad de la conicidad deseada.
- Profundidad de pasada: movimiento de la herramienta de corte que determina la profundidad de material arrancado en cada pasada. La cantidad de material factible de ser arrancada depende del perfil del útil de corte usado, el tipo de material mecanizado, la velocidad de corte, etc.
[editar] Estructura del torno
El torno tiene cuatro componentes principales:
- Bancada: Sirve de soporte para las otras unidades del torno. En su parte superior lleva unas guías por las que se desplaza el cabezal móvil o contrapunto y el carro principal.
- Cabezal fijo: Contiene los engranajes o poleas que impulsan la pieza de trabajo y las unidades de avance. Incluye el motor, el husillo, el selector de velocidad, el selector de unidad de avance y el selector de sentido de avance. Además sirve para soporte y rotación de la pieza de trabajo que se apoya en el husillo.
- Cabezal móvil: El contrapunto puede moverse y fijarse en diversas posiciones a lo largo. La función primaria es servir de apoyo al borde externo de la pieza de trabajo.
- Carros portaherramientas: Consta del carro principal, que produce los movimientos de avance y profundidad de pasada, el carro transversal, que se desliza transversalmente sobre el carro principal, y el carro superior orientable, formado a su vez por tres piezas: la base, el charriot y el porta herramientas. Su base está apoyada sobre una plataforma giratoria para orientarlo en cualquier dirección
[editar] 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.
- Perro 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.
[editar] Herramientas de torneado
Las herramientas de torneado se diferencian en dos factores: De un lado según el material del que están constituidas y de otro el tipo de operación que realizan. Según el material constituyente las herramientas pueden ser de acero rápido, metal duro soldado, o plaquitas de metal duro (widia) cambiables. La tipología de las herramientas de metal duro están normalizadas de acuerdo con el material que se mecanice, puesto que cada material ofrece una resistencias diferentes, el código ISO para herramientas de metal duro es el siguiente:
Cuando la herramienta es de acero rápido, o tiene la plaquita de metal duro soldada en el portaherramientas, cada vez que el filo se desgasta, hay que desmontarla, y afilarla correctamente con los ángulos de corte específico en una afiladora. Esto ralentiza bastante el trabajo. Así que cuando se mecanizan piezas en serie, lo normal es utilizar portaherramientas con plaquitas cambiables, porque tienen varias caras de corte y además se hace de una forma muy rápida.
[editar] Elección de las herramientas para torneado
En los tornos modernos y debido al alto coste que tiene el tiempo de mecanizado, es de vital importancia hacer una selección adecuada de las herramientas que permita realizar los mecanizados en el menor tiempo posible y en condiciones de precisión y calidad requeridos.
[editar] Factores de selección para operaciones de torneado
- Diseño y limitaciones de la pieza: Tamaño, tolerancias del torneado, tendencia a vibraciones, sistemas de sujeción, acabado superficial. Etc.
- Operaciones de torneado a realizar: Cilindrados exteriores o interiores, refrentados, ranurados, desbaste, acabados, optimización par realizar varias operaciones de forma simultánea, etc.
- Estabilidad y condiciones de mecanizado: Cortes intermitente, voladizo de la pieza, forma y estado de la pieza, estado, potencia y accionamiento de la máquina, etc.
- Disponibilidad y selección del tipo de torno: Posibilidad de automatizar el mecanizado, poder realizar varias operaciones de forma simultánea, serie de piezas a mecanizar, calidad y cantidad del refrigerante, etc.
- Material de la pieza: Dureza, estado, resistencia, maquinabilidad, barra, fundición, forja, mecanizado en seco o con refrigerante, etc.
- Disponibilidad de herramientas: Calidad de las herramientas, sistema de sujeción de la herramienta, acceso al distribuidor de herramientas, servicio técnico de herramientas, asesoramiento técnico.
- Aspectos económicos del mecanizado: Optimización del mecanizado, duración de la herramienta, precio de la herramienta, precio del tiempo de mecanizado.
Aspectos especiales de las herramientas para mandrinar:
Se debe seleccionar el mayor diámetro de la barra posible y asegurarse una buena evacuación de la viruta. Seleccionar el menor voladizo posible de la barra. Seleccionar herramientas de la mayor tenacidad posible.
[editar] Formación de viruta
El torneado ha evolucionado tanto que ya no se trata tan solo de arrancar material a gran velocidad, sino que los parámetros que componen el proceso tienen que estar estrechamente controlados para asegurar los resultados finales de economía calidad y precisión.
La forma de tratar la viruta se convierte en un proceso complejo, donde intervienen todos los componentes tecnológicos del mecanizado, para que pueda tener el tamaño y la forma que no perturbe el proceso de trabajo. Si no fuera así se acumularían rápidamente masas de virutas largas y fibrosas en el área de mecanizado que formarían madejas enmarañadas e incontrolables.
La forma que toma la viruta se debe principalmente al material que se está cortando y puede ser de material dúctil y también quebradiza y frágil.
El avance con el que se trabaje y la profundidad de pasada, son bastante responsables de la forma de viruta, y cuando no se puede controlar con estas variables hay que recurrir a elegir la herramienta que lleve incorporado un rompevirutas eficaz.
[editar] Mecanizado en seco y con refrigerante
Hoy en día el torneado en seco es completamente viable y se emplea en numerosas aplicaciones. Hay una tendencia reciente a efectuar los mecanizados en seco siempre que la calidad de la herramienta lo permita. Una zona de temperatura de corte más elevada puede ser en muchos casos, un factor positivo.
Sin embargo el mecanizado en seco no es adecuado para todas las aplicaciones, especialmente para taladrados, roscados y mandrinados para garantizar la evacuación de las virutas.
Es necesario evaluar con cuidado operaciones, materiales, piezas, exigencias de calidad y maquinaria para identificar los beneficios de eliminar el aporte de refrigerante.
[editar] Normas de seguridad en el torneado
Cuando se está trabajando en un torno, hay que observar una serie de requisitos para asegurarse de no tener ningún accidente que pudiese ocasionar cualquier pieza que fuese despedida del plato o la viruta si no sale bien cortada. Para ello la mayoría de tornos tienen una pantalla de protección. Pero también de suma importancia es el prevenir ser atrapado(a) por el movimiento rotacional de la máquina, por ejemplo por la ropa o por el cabello largo.
- Utilizar equipo de seguridad como son gafas de seguridad, careta o goggles.
- No utilizar ropa holgada o suelta
- Utilizar ropa de algodón
- Utilizar zapato de seguridad
- Mantener el lugar siempre limpio
[editar] Fundamentos tecnológicos del torneado
En el torneado hay seis parámetros clave:
- Velocidad de corte.
Se define como la velocidad lineal en la periferia de la zona que se está mecanizando. Su elección viene determinada por el material de la herramienta, el tipo de material de la pieza y las características de la máquina. Una velocidad alta de corte permite realizar el mecanizado en menos tiempo pero acelera el desgaste de la herramienta. La velocidad de corte se expresa en metros/minuto - Velocidad de rotación de la pieza,
normalmente expresada en revoluciones por minuto. Se calcula a partir de la velocidad de corte y del diámetro mayor de la pasada que se está mecanizando. - Avance
, definido como la velocidad de penetración de la herramienta en el material. Se puede expresar de dos maneras: bien como milímetros de penetración por revolución de la pieza, o bien como milímetros de penetración por minuto de trabajo. - Profundidad de pasada: Es la distancia radial que abarca una herramienta en su fase de trabajo. Depende de las características de la pieza y de la potencia del torno.
- Potencia de la máquina: Está expresada en kW, y es la que limita las condiciones generales del mecanizado, cuando no está limitado por otros factores.
- Tiempo de torneado
. Es el tiempo que tarda la herramienta en efectuar una pasada.
Estos parámetros están relacionados por las fórmulas siguientes:
Generalmente, la velocidad de corte óptima de cada herramienta y el avance de la misma vienen indicados en el catálogo del fabricante de la herramienta o, en su defecto, en los prontuarios técnicos de mecanizado.
[editar] Véase también
[editar] Fuentes
- Millán Gómez, Simón (2006), Procedimientos de Mecanizado, Madrid: Editorial Paraninfo. ISBN 84-9732-428-5.
- Sandvik Coromant (2006), Guía Técnica de Mecanizado, AB Sandvik Coromant 2005.10.
- Larbáburu Arrizabalaga, Nicolás (2004), Máquinas. Prontuario. Técnicas máquinas herramientas., Madrid: Thomson Editores. ISBN 84-283-1968-5.
- Cruz Teruel, Francisco (2005), Control numérico y programación, Marcombo, Ediciones técnicas. ISBN 84-267-1359-9.
