Tipos de torno:

Tipos de tornos

Actualmente se utilizan en la industria del mecanizado varios tipos de tornos, cuya aplicación depende de la cantidad de piezas a mecanizar por serie, de la complejidad de las piezas y de la envergadura de las piezas.

Torno paralelo:

El torno paralelo o mecánico es el tipo de torno que evolucionó partiendo de los tornos antiguos cuando se le fueron incorporando nuevos equipamientos que lograron convertirlo en una de las máquinas herramientas más importante que han existido. Sin embargo, en la actualidad este tipo de torno está quedando relegado a realizar tareas poco importantes, a utilizarse en los talleres de aprendices y en los talleres de mantenimiento para realizar trabajos puntuales o especiales.

Para la fabricación en serie y de precisión han sido sustituidos por tornos copiadores, revólver, automáticos y de CNC. Para manejar bien estos tornos se requiere la pericia de profesionales muy bien calificados, ya que el manejo manual de sus carros puede ocasionar errores a menudo en la geometría de las piezas torneadas

Torno copiador:

Se llama torno copiador a un tipo de torno que operando con un dispositivo hidráulico y electrónico permite el torneado de piezas de acuerdo a las características de la misma siguiendo el perfil de una plantilla que reproduce una réplica igual a la guía.

Este tipo de tornos se utiliza para el torneado de aquellas piezas que tienen diferentes escalones de diámetros, que han sido previamente forjadas o fundidas y que tienen poco material excedente. También son muy utilizados estos tornos en el trabajo de la madera y del mármol artístico para dar forma a las columnas embellecedoras. La preparación para el

mecanizado en un torno copiador es muy sencilla y rápida y por eso estas máquinas son muy útiles para mecanizar lotes o series de piezas que no sean muy grandes.

Las condiciones tecnológicas del mecanizado son comunes a las de los demás tornos, solamente hay que prever una herramienta que permita bien la evacuación de la viruta y un sistema de lubricación y refrigeración eficaz del filo de corte de las herramientas mediante abundante aceite de corte o taladrina.

Torno revolver:

El 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, tienen una forma final de casquillo o similar. Una vez que la barra queda bien sujeta mediante pinzas o con un plato de garras, se va taladrando, mandrilando, roscando o escariando la parte interior mecanizada y a la vez se puede ir cilindrando, refrenando, rasurando, roscando y cortando con herramientas de torneado exterior.

El torno revólver lleva un carro con una torreta giratoria en la que se insertan las diferentes herramientas que realizan el mecanizado de la pieza. También se pueden mecanizar piezas de forma individual, fijándolas a un plato de garras de accionamiento hidráulico.

Torno automático

Se 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.

Estos tornos pueden ser de un solo husillo o de varios husillos:

Los de un solo husillo se emplean básicamente para el mecanizado de piezas pequeñas que requieran grandes series de producción.

Cuando se trata de mecanizar piezas de dimensiones mayores se utilizan los tornos automáticos multihusillos donde de forma programada en cada husillo se va realizando una parte del mecanizado de la pieza. Como los husillos van cambiando de posición, el mecanizado final de la pieza resulta muy rápido porque todos los husillos mecanizan la misma pieza de forma simultánea.

La puesta a punto de estos tornos es muy laboriosa y por eso se utilizan principalmente para grandes series de producción. El movimiento de todas las herramientas está automatizado por un sistema de excéntricas y reguladores electrónicos que regulan el ciclo y los topes de final de carrera.

Un tipo de torno automático es el conocido como "tipo suizo", capaz de mecanizar piezas muy pequeñas con tolerancias muy estrechas.

Torno vertical:

El torno vertical es una variedad de torno, de eje vertical, 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 no tienen contrapunto sino que el único punto de sujeción de las piezas es el plato horizontal sobre el cual van apoyadas. La manipulación de las piezas para fijarlas en el plato se hace mediante grúas de puente o polipastos

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Torno CNC:

El torno CNC es un torno dirigido por control numérico por computadora.

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 por un 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 que resulta rentable para el mecanizado de grandes series de piezas sencillas, sobre todo piezas de revolución, y permite mecanizar con precisión superficies curvas coordinando los movimientos axial y radial para el avance de la herramienta.

La velocidad de giro de cabezal porta piezas, el avance de los carros longitudinal y transversal y las cotas de ejecución de la pieza están programadas y, por tanto, exentas de fallos imputables al operario de la máquina

ACCESORIOS PARA EL TORNO:

DISPOSITIVOS PARA SUJECIÓN DE LA PIEZA DE TRABAJO.

Puntos de torno o de centrar

La mayoría de las operaciones de torno pueden llevarse a cabo entre puntos del torno. Se utiliza una gran variedad de puntos de torno para atender a diversas operaciones o piezas de trabajo, se debe de tener cuidado al utilizar estos puntos ajustándolos y lubricándolos ocasionalmente con forme a la pieza de trabajo se calienta y expanda, si no se toma precaución puede dañarse tanto el punto como la pieza.

El  punto del torno también debe re-esterilizarse para eliminar la sección dañada antes de poder utilizarse.

La pieza de trabajo que se monta entre centros se impulsa generalmente mediante un perro de torno

Los puntos de contra punto giratorios, llamados a veces puntos vivos (puntos embalados), han reemplazado casi la totalidad de los puntos fijos sólidos en la mayoría de las operaciones de maquinado. Se utilizan comúnmente para soportar piezas sujetas sobre un mandril o cuando están maquinando piezas entre punto.

(A)Puntos Fijo Giratorio (B) Punto de Puntas Larga (C) Punto de Punta Intercambiable

Un punto ajustable en micro set se ajusta al eje del contra punto y proporciona el medio para alinear los puntos o centros del torno o para producir conos ligeros en piezas maquinadas entre centros. Los puntos de torno o de central se alinean fácil y rápidamente utilizando este tipo de puntos.

Punto Fijo Ajustable Micro set

El punto de autopropulsión, se monta en el husillo del cabezal, se utiliza cuando en una operación se está maquinando a todo lo largo de la pieza y no se puede utilizar un mandril o perro de torno para impulsar a la pieza.

Punto Vivo de Autopropulsión

Mandriles (Chuces)

Debido a su tamaño y forma, algunas piezas no pueden sujetarse y maquinarse entre centros. Los mandriles de torno tienen un uso extenso para sujetar piezas en las operaciones de maquinado. Los mandriles de uso más común son el mandril universal de tres mordazas, el mandril independiente de cuatro mordazas, y las boquillas de mordazas convergentes.

El mandril universal de tres mordazas sujeta piezas redondas y hexagonales. Sujeta las piezas muy rápido y con una precisión de milésimas de pulgada o centésima de milímetro, porque las tres mordazas se mueven simultáneamente cuando se ajusta a la llave del mandril. Este movimiento es causado con una placa en forma de espiral a las que están acopladas las tres mordazas. Los mandriles de tres mordazas se fabrican en varios tamaños, de 4 a 16 pulga (100 a 400mm) de diámetro.

Mandril Universal de Tres Mordazas

 

El mandril de cuatro mordazas independientes, tiene cuatro mordazas, cada una de las cuales se puede ajustarse  de forma independiente mediante una llave de mandril. Se utilizan para sujetar piezas de trabajos redondos, cuadrados, hexagonales y de forma irregular. Para sujetar piezas por el diámetro interior es posible invertir las mordazas.

Mandril de Cuatro Mordazas Independientes

 

La boquilla es el mandril más preciso y se utilizan para trabajos de alta precisión. Hay boquillas de resortes disponibles para sujetar piezas de trabajo redondas, cuadradas o hexagonales. Cada boquilla tiene un rango de solamente unas solas milésimas de pulgada o centésimas de milímetro por encima o por debajo del tamaño estampado en el mismo

Los mandriles magnéticos se utilizan para sujetar piezas de hierro o acero que son demasiado delgadas o  que pueden dañarse si se sujetan en un mandril tradicional. Estos mandriles se ajustan a un adaptador montado sobre el husillo del cabezal. Este tipo de mandril se utiliza solo para cortes ligeros y para aplicaciones de esmerilado especiales.

Mandriles Magnéticos

 

lunetas

Una luneta fija se utiliza para soportar piezas largas sujetan en mandril o entre centros del torno. Se coloca y se alinea con las guías del torno y puede quedar en cualquier punto de la bancada del torno, siempre y cuando deje libre el recorrido del carro longitudinal.

Luneta Fija

 

Una luneta móvil puesta sobre la montura, viaja junto a un carro longitudinal para evitar que la pieza salte hacia arriba y fuera del alcance de la herramienta de corte.

Luneta Móvil

husillo

El husillo sostiene una pieza de trabajo de maquinado interno entre centros, de forma que las operaciones de maquinado posteriores sean concéntricas con respecto a la perforación. Existen varias clases de husillos, siendo los más comunes:

Husillo simple Husillo expandible

Husillo múltiple Husillos de vástago

Operaciones en torno:

Enfrentado. El refrenado consiste en obtener una superficie plana haciendo que la herramienta avance a través de la cara frontal de la pieza, la cual se mantiene en movimiento rotatorio sujeta a un plato de mordaza, a un plato liso o entre puntos. Salvo que la pieza está montada en mandril, cuando haya que refrenar sus dos caras, habrá que darle la vuelta cuando se termine con la primera de ellas y repetir la operación con la segunda.

Como la mayoría de los refrenados se realiza en superficies alejadas del cabezal motor, para esta operación la herramienta suele ser casi siempre a derechas. La velocidad del husillo debe determinarse a partir del mayor diámetro de la superficie a refrenar. El refrenado puede hacerse de afuera adentro, o bien del centro hacia afuera pero, cualquier que sea el caso, la punta de la herramienta debe situarse siempre a la altura del centro de rotación.

Cilindrado. El cilindrado constituye la mayor parte del trabajo de torno. Este se realiza sujetando la pieza entre puntos o con plato de mordaza y la labra la hace una herramienta a derechas, de modo tal que las fuerzas de corte, resultantes del avance de derecha a izquierda de la herramienta, tiende a empujar a la pieza contra el cabezal motor y, así, favorecen la sujeción.

Para que el acabado y la exactitud dimensional sean calidad, hay que dar una o más pasadas de desbastes seguidas por una o más de acabado. Las pasadas de desbaste deben ser tan profundas como lo permitan el espesor de la viruta correcto, la duración de la herramienta y la capacidad del torno. Son preferibles pasadas profundas y anacos cortos y no al revés, pues así se requiere menos pasadas y se pierde menos tiempo en invertir la marcha del carro y en preparar la herramienta para la pasada siguiente. En el cilindrado, los diámetros suelen medir con palmer, si bien, para comprobar pasadas de desbaste o cuando no se busquen demasiada precisa, puedan utilizarse calibre de resorte. El procedimiento a seguir para medir longitudes lo impone, primordial mente, la forma y la accesibilidad de la superficie sobre las que deben realizarse las mediciones. Pueden emplearse una calibre de resorte o hermafrodita, o bien un pide de rey o un palmer, también, calibres de profundidad.

Moreteado. Con el moreteado se pretende dotar a una pieza de una porción de superficie áspera conformada uniformemente. El moreteado puede si mismo hacerse en otras máquinas herramientas, e incluso en superficies planas, pero generalmente se realiza sobre superficies cilíndricas en tronos de uno u otro tipo. Normalmente, es una operación de conformación en frio sin arranque en viruta, para la que se emplean herramientas. Estas están provistas de rodillos templados que se comprimen contra la pieza en rotación con fuerza suficiente para estampar en el metal un dibujo en relieve de estriado rómbico. Otros tipos de moleta reducen el moreteado por arranque de viruta y trabaja presionando menos sobre la pieza, por lo que no tiende a combarla y, por ello son preferibles cuando se trata de labrar la pieza de pequeño diámetro y para trabajar en máquinas automáticas.

Taladrado. El taladrado al torno se hace, en la mayoría de los casos, sujetando la broca al contrapunto y avanzándola hacia la pieza, mientras está rota. Las brocas de mango cónico se montan directamente en el alojamiento del contrapunto, mientras que las de mango recto se sujetan a un plato de mordaza que se monta también en el alojamiento del contrapunto. Es posible taladrar al torno montando la broca en el husillo y haciéndola girar, mientras la pieza permanece inmóvil, sujeta a un disco especial para este propósito montado en el contrapunto.

En el taladrado al torno las velocidades son valore normales. Como el avance es manual, hay que poner cierto cuidad, especialmente al hacer taladros pequeños. Debe emplearse refrigerante en caso necesario. Al hacer taladros profundos la broca debe retirarse de vez en cuando para limpiar de viruta el orificio y facilitar el acceso del refrigerante a las aristas de corte.

Tronzado. Se llama segado a la operación de torneado que se realiza cuando se trabaja con barra y al finalizar el mecanizado de la pieza correspondiente es necesario cortar la barra para separar la pieza de la misma. Para esta operación se utilizan herramientas muy estrechas con un saliente de acuerdo al diámetro que tenga la barra y permita con el carro transversal llegar al centro de la barra. Es una operación muy común en tornos revólver y automáticos alimentados con barra y fabricaciones en serie.

Escariado. El escariado al torno no requiere precauciones particulares. Los escariadores se sujetan al contrapunto, montándose directamente los mangos cónicos y a través de un plato de mordazas los mangos rectos. Se emplea muchos escariadores de máquinas de corte frontal. También pueden emplearse escariadores de máquinas de ranura recta, pero estos deben fijarse a algún tipo de soporte que les permita flotar.

Mandrilado. Por mandrilado se entiende ensanchar un orifico ya existente, obtenido por taladrado o mediante un noyó del moldeo.

Si la pieza es pequeña y tiene un solo agujero, el mandrilado se realiza en un torno, fijando la pieza en su plato e imprimiéndole un giro. Para las piezas cúbicas con uno o varios agujeros se utilizan mandriladoras verticales y centros de mecanizado CNC.

La limitación de las condiciones de corte en el mandrilado viene impuesta por la rigidez y voladizo que pueda tener la herramienta, porque si no son los adecuados pueden producir vibraciones. También depende de la calidad del mecanizado deseado y de la precisión del agujero.

El perfilado es una operación de torneado muy común que consiste en matar los cantos tanto exteriores como interiores para evitar cortes con los mismos y a su vez facilitar el trabajo y montaje posterior de las piezas. El chaflanado más común suele ser el de 1mm por 45º. Este chaflán se hace atacando directamente los cantos con una herramienta adecuada.

Roscado: Un roscado o rosca es una superficie cuyo eje está contenido en el plano y en torno a él describe una trayectoria helicoidal cilíndrica.1

El roscado puede ser realizado con herramientas manuales o máquinas herramientas como taladradora, fresadoras y tornos. Para el roscado manual se utilizan machos y terrajas, que son herramientas de corte usadas para crear las roscas de tornillos y tuercas en metales, madera y plástico. El macho se utiliza para roscar la parte hembra mientras que la terraja se utiliza para roscar la porción macho del par de acoplamiento. El macho también puede utilizarse para roscado a máquina.

Si se necesita producir grandes cantidades de roscados tanto machos como hembras se utiliza el roscado por laminación según el material con que esté construido.

Velocidades de trabajo:

  La velocidad a la cual gira la pieza de trabajo en el torno es un factor importante y puede influir en el volumen de producción y en la duración de la herramienta de corte. Una velocidad muy baja en el torno ocasionará pérdidas de tiempo; una velocidad muy alta hará que la herramienta se desafile muy pronto y se perderá tiempo para volver a afilarla. Por ello, la velocidad y el avance correctos son importantes según el material de la pieza y el tipo de herramienta de corte que se utilice.

VELOCIDAD DE CORTE.

        La velocidad de corte para trabajo en un torno se puede definir como la velocidad con la cual un punto en la circunferencia de la pieza de trabajo pasa por la herramienta de corte en un minuto. La velocidad de corte se expresa en pies o en metros por minuto. Por ejemplo, si el acero de máquina tiene una velocidad de corte de 100 pies (30 m) por minuto, se debe ajustar la velocidad del torno de modo que 100 pies (30 m) de la circunferencia de la pieza de trabajo pasen frente a la punta de la herramienta en un minuto. La velocidad de corte (VC) recomendada para diversos materiales aparece en la siguiente tabla. Estas velocidades de corte las han determinado los productores de metales y fabricantes de herramientas de corte como las más convenientes para la larga duración de la herramienta y el volumen de producción.

 

Refrendado, torneado, rectificación

Desbastado Acabado Roscado

Material pies/min m/min pies/min m/min pies/min m/min

Acero de máquina

90 27 100 30 35 11

Acero de herramienta

70 21 90 27 30 9

Hierro fundido 60 18 80 24 25 8

Bronce 90 27 100 30 25 8

Aluminio 200 61 300 93 60 18

CÁLCULO DE LA VELOCIDAD (r/min).

            Para poder calcular las velocidades por minuto (r/min) a las cuales se debe ajustar el torno, hay que conocer el diámetro de la pieza y la velocidad de corte del material.

Aplique una de las siguientes fórmulas para calcular la velocidad en r/min a la cual se debe graduar el torno.

Cálculo en pulgadas:

Dado que hay pocos tornos equipados con impulsiones de seguridad variable, se puede utilizar una fórmula simplificada para calcular las r/min. La (3.1416) de la línea inferior de la fórmula, al dividir el 12 de la línea superior dará como resultado más o menos de 4. Esto da una fórmula simplificada, bastante aproximada para la mayor parte de los tornos.

Ejemplo:Calcule las r/min requeridas para el torneado de acabado de una pieza de acero de máquina de 2”. De diámetro (La velocidad de corte del acero de máquina es de 100):

Cálculo en milímetros.Las red/min del torno cuando se trabaja en milímetros se calculan como sigue:

Dado que hay pocos tornos equipados con impulsiones de velocidad variable, se puede utilizar una fórmula simplificada para calcular las r/min. La (3.1416) de la línea inferior de la fórmula, al dividir al 1000 de la línea superior dará un resultado más o menos de 320. Esto da una fórmula simplificada, bastante aproximada para la mayor parte de los tornos.

Ejemplo:

Calcule las r/min requeridas para el torneado de acabado de una pieza de acero de máquina de 45 mm. De diámetro (la velocidad de corte del acero de máquina es de 30 m/min).

  

AJUSTE DE LAS VELOCIDADES DEL TORNO.

Los tornos de taller están diseñados para trabajar con el husillo a diversas velocidades y para maquinar piezas de trabajo de diferentes diámetros y materiales.

Estas velocidades se indican en r/min y se pueden cambiar por medio de cajas de engranes, con un ajustador de velocidad variable y con poleas y correas (bandas) en los modelos antiguos. Al ajustar la velocidad del husillo, debe ser los más cercana posible a la velocidad calculada, pero nunca mayor. Si la acción de corte es satisfactoria se puede aumentar la velocidad de corte; si no es satisfactoria, o hay variación o traqueteo de la pieza de trabajo, reduzca la velocidad y aumente el avance.

En tornos impulsador por correa a las poleas de diferente tamaño para cambiar la velocidad. En los tornos con cabezal de engranes para cambiar las velocidades se mueven las palancas a la posición necesaria de acuerdo con la tabla de revoluciones por minuto que está en el cabezal.

Cuando cambie las posiciones de las palancas, ponga una mano en la palanca o en el chuco y gírelo despacio con la mano. Esto permitirá que las palancas acoplen los engranes sin choque entre ellos.

Algunos tornos están equipados con cabezal de velocidad variable y se puede ajustar cualquier velocidad dentro de la gama establecida. La velocidad del husillo se puede graduar mientras funciona el torno, al girar una perilla de control de velocidad hasta que el cuadrante señale la velocidad deseada.

AVANCE DEL TORNO.

El avance de un torno se define como la distancia que avanza la herramienta de corte a lo largo de la pieza de trabajo por cada revolución del husillo. Por ejemplo, si el torno está graduado por un avance de 0.008 pulga (0.20 mm), la herramienta de corte avanzará a lo largo de la pieza de trabajo 0.008 pulga (0.20 mm) por cada vuelta completa de la pieza. El avance de un torno paralelo depende de la velocidad del tornillo o varilla de avance.

Además, se controla con los engranes desplazables en la caja de engranes de cambio rápido (figura 1)

 

TABLA 1. AVANCES PARA DIVERSOS MATERIALES CON EL USO DE HERRAMIENTAS PARA ALTA VELOCIDAD

Desbastado Acabado

Material Pulgadas Milímetros Pulgadas Milímetros

Acero de máquina 0.010 - 0.020

0.25 - 0.50 0.003 - 0.010

0.07 - 0.25

Acero de herramientas 0.010 - 0.020

0.25 - 0.50 0.003 - 0.010

0.07 - 0.25

Hierro fundido 0.015 - 0.025

0.40 - 0.065 0.005 - 0.12 0.13 - 0.30

Bronce 0.015 - 0.025

0.40 - 0.65 0.003 - 0.010

0.07 - 0.25

Aluminio 0.015 - 0.030

0.40 - 0.75 0.005 - 0.010

0.13 - 0.25

 

Siempre que sea posible, sólo se deben hacer dos cortes para dar el diámetro requerido: un corte de desbastado y otro de acabado. Dado que la finalidad del corte de desbastado es remover el material con rapidez y el acabado de superficie no es muy importante, se puede usar un avance basto. El corte de acabado se utiliza para dar el diámetro final requerido y producir un buen acabado de superficie; por lo tanto, se debe utilizar un avance fino. Para maquinado general, se recomiendan un avance de 0.010 a 0.015 pulgas. (0.25 a 0.38 mm) para desbastar y de 0.003 a 0.005 pulga (0.076 a 0.127 mm.) para acabado fino. En la tabla 2 se indican las velocidades recomendadas para cortar diversos materiales cuando se utiliza una herramienta de acero de alta velocidad.

Para ajustar el avance del torno.

1. Consulte la placa en la caja de engranes de cambio rápido para seleccionar la cantidad necesaria de avance. (Tabla 1).

2. Mueva la palanca dentro del agujero que está directamente debajo de la hilera en la cual se encuentra el avance seleccionado.

3. Siga hacia la izquierda la hilera en la cual se encuentra el avance seleccionado y ponga las palancas de cambio de avance en las letras indicadas en la palanca.