Tipos De Maquinado En Torno

TIPOS DE MAQUINADO EN EL TORNO

El maquinado es un proceso de manufactura en el cual se usa una herramienta de corte para remover el exceso de material de una parte de trabajo, de tal manera que el remanente sea la forma deseada. La acción predominante involucra la deformación en cortante del material de trabajo, lo que produce la viruta, la cual al ser removida queda expuesta la nueva superficie. Así como se muestra en la figura siguiente:

El maquinado no es solamente un proceso, sino una familia de procesos. La característica común es el uso de la herramienta de corte que forma una viruta, la cual se remueve de la parte del trabajo. Para realizar la operación, se requiere del movimiento relativo, que se logra en la mayoría de los casos por medio de un movimiento primario, llamado VELOCIDAD y un movimiento secundario, denominado el AVANCE.

Tipos de maquinado

Gran parte de la versatilidad del torno como máquina herramienta se debe a la variedad de herramientas y dispositivos de sujeción de las piezas de trabajo que en él se usan.

• Refrentado

• Taladrado de centros

• Cilindrado

• Taladrado

• Mandrilado

• Escariado

• Machuelado (tarrajado)

• Cajas interiores (corte de depresiones) y ranurados (acanalado)

• Moleteado

• Chaflanado

• Torneado esférico

• Torneado de conos

• Roscado

Refrentado y taladrado de centros.

El refrentado y el taladrado del centro de la pieza de trabajo son a menudo los primeros pasos que se dan en un proyecto de torneado. Gran parte de del trabajo de torno se hace en un mandril y requiere refrentado considerable y algo de taladrado de centros.

Refrentado.

En general el material por maquinar se corta previamente en una segueta mecánica y consecuentemente, la pieza no está a escuadra en el extremo ni cortada a la longitud especificada.

El refrentado se hace para obtener una superficie plana en el extremo de la pieza de trabajo (cilíndricas o redondas, cuadradas o rectangulares) perpendicular al eje del torno mediante la acción de una herramienta de corte (buril) que se desplaza por el carro transversal. Generalmente se sujeta la pieza de trabajo en un mandril de tres o cuatro mordazas.

El refrentado puede ser realizado:

• Del centro hacia afuera. Produce un mejor acabado pero es difícil cortar en una cara solida en l centro.

• Desde el exterior. Más conveniente por poderse tomar cortes más gruesos y porque es más fácil trabajar hasta líneas marcadas sobre la circunferencia de la pieza de trabajo.

El refrentado y otros maquinados a buril deben hacerse en piezas de trabajo que se extiendan más de cinco diámetros desde el extremo de las mordazas del mandril.

La punta de la herramienta debe ajustarse al centro de la pieza de trabajo.

Debe fijarse el carro cuando se hacen cortes de refrentado, porque la presión de corte puede hacer que se muevan en alejamiento la herramienta y el carro.

• El refrentado sirve para obtener una cara de referencia para realizar mediciones como paso previo para el agujerado.

• Este operación previa sirve para la realización de productos como ejes, tornillo, bujes, llaves de copa y otros.

Taladrado

Muchas piezas que son torneadas requieren ser taladradas con brocas en el centro de sus ejes de rotación. Cuando se sujeta y tornea una pieza de trabajo entre centros, se requiere un agujero de centro en cada extremo de la pieza. Los agujeros de centros se hacen con una combinación de broca y avellanador, a la que se le conoce a veces como broca de centros. Las brocas de centros generalmente se sujetan en un mandril colocado en la unidad de cola, mientras que las piezas de trabajo se sujetan en el mandril del torno, el cual la hace girar para el taladrado de centros.

Por lo general, los agujeros de centros se taladran haciendo girar la pieza de trabajo en un mandril de torno y haciendo avanzar la broca de centros hacia la pieza de trabajo por medio del husillo de la unidad de cola.

Las brocas de centro se quiebran con frecuencia por usar un avance demasiado rápido con el torno a velocidad demasiado baja o con el contra punto fuera del centro.

Cilindrado

El cilindrado es una operación realizada en el torno mediante la cual se reduce el diámetro de la barra de material que se está trabajando.

Para poder efectuar esta operación, la herramienta y el carro transversal se han de situar de forma que ambos formen un ángulo de 90º (perpendicular), y éste último se desplaza en paralelo a la pieza en su movimiento de avance. Esto es así por el hecho de que por el ángulo que suele tener la herramienta de corte, uno diferente a 90º provocará una mayor superficie de contacto entre ésta y la pieza, provocando un mayor calentamiento y desgaste.

En este procedimiento, el acabado que se obtenga puede ser un factor de gran relevancia; variables como la velocidad y la cantidad de material que se corte en un "pase", así como también el tipo y condición de la herramienta de corte que se esté empleando, deben ser observados.

En este proceso, comúnmente rigen la cilindricidad y la concentricidad, si es el caso en que hayan varios diámetros a ser obtenidos.

Los trabajos de mandrilado, corte de roscas y escariado que se hacen en torno comienzan generalmente con la localización y el taladrado de un agujero.

Mandrilado.

El mandrilado es el proceso de agrandar y perfeccionar un agujero existente o uno taladrado. Para hacer el mandrilado, el agujero taladrado puede ser de 1/32 a 1/16 de pulgada menor que el diámetro terminado, dependiendo de la situación.

Se sujeta una barra de mandrilar en un porta-barra montado sobre el carro auxiliar. Se utilizan varios tipos de barras de mandrilar y de portabarras. Las barras de mandrilar diseñadas para el mandrilado de agujeros pequeños (de ½ pulgada o menores) son generalmente de tipo forjado. El extremo forjado se afila a esmeril.

Las barras normales vienen generalmente en un ángulo de herramienta de 30, 45 ó 90 grados. La vibración es un gran problema en el mandrilado por que la barra tiene que tenderse bastante más allá del soporte del carro auxiliar.

Escariado

El escariado se hace en el torno para dar acabado a tamaño con rapidez y exactitud a agujeros taladrados o mandrilados. Los escariadores para maquina, al igual que las brocas se sujetan en el husillo del contrapunto del torno.

A menudo se usan escariadores de desbastado (escariadores de rosca) en agujeros taladrados o mandrilados, y en seguida escariadores para maquina o de acabado. Cuando los agujeros taladrados o mandrilados tienen excentricidad (grado de desviación de una sección cónica con respecto a una circunferencia) excesiva, se mandrilan a una medida de 0.01 a 0.015 menor del tamaño terminado y se les hace escariado a máquina. Para el escariado a mano, se para la maquina y se hace girar el escariador de mano con un llave o maneral para machuelos.

Tarrajado

El tarrajado o machuelado de una pieza de trabajo montada en un mandril es un método rápido y exacto para producir roscas internas. El tarrajado en torno se usa para hacer agujeros de diámetros pequeños, ya que en estos el tarrajado con machuelado es el único medio con el que pueden cortarse roscas interiores. Las roscas interiores grandes se hacen en el torno con una herramienta de mandrilar. Un machuelo requiere de fuerza o de par de torsión considerable para girar, muy proporcional al que puede proporcionarse haciendo la rotación a mano.

Se puede usar un machuelo de tapón o un machuelo de punta en espiral para tarrajar agujeros pesados. Cuando se tarrajan agujeros ciegos se puede usar un machuelo de tapón y enseguida un machuelo de fondo si se necesita cortar hilos de la rosca hasta el fondo del agujero.

El tarrajado puede hacerse en el torno con energía motriz, pero se recomienda hacerlo así únicamente cuando pueda invertirse la rotación del husillo, si se emplea un machuelo de punta en espiral y si el agujero pasa completamente a través de la pieza de trabajo.

Corte de depresiones, acanalado o ranurado

El corte de depresiones y de ranuras o canales en diámetro externo se hace para proporcionar ranuras para desahogo de roscas, anillos de presión y arosellos.

Todas la herramientas para corte y ranurado tienen la tendencia a vibrar por lo que su montaje debe ser lo más rígido posible. El corte debe hacerse a baja velocidad, y si vibra la herramienta, debe reducirse la velocidad.

Moleteado

Un moleteado es una impresión resaltada sobre la superficie de una pieza de trabajo que se produce por medio de dos rodillos templados y que generalmente siguen dos dibujos, el de diamante o recto. El dibujo de diamantes se forma por dos hélices, una derecha y otra izquierda, montadas en una cabeza de autocentrado. El dibujo recto se forma por medio de dos rodillos rectos. Estos dibujos de moleteado pueden ser finos, mediano o gruesos.

• El moleteado de diamantes se usa para mejorar la apariencia de una parte y para proporcionar una buena superficie de agarre para palancas y magos de herramientas.

• El moleteado recto. Se emplea para aumentar el tamaño de una parte para hacer ajustes de presión en aplicaciones de servicio ligero

Una desventaja de esta aplicación es el ajuste tiene menos área de contacto que un ajuste normal

Chaflanado

Es una operación mediante la cual se hace un chaflán, esto es, un corte o rebaje en una arista de un cuerpo sólido. Tales chaflanes pueden ser realizados en los cantos exteriores, por ejemplo en los extremos de un eje; o en aristas interiores, como las entradas de agujeros.

Si se realiza un chaflán en la intersección de dos planos se obtiene una nueva cara plana y dos aristas rectilíneas menos agudas que la inicial. En cambio, si se realiza en el extremo de un cilindro, es decir, en la intersección de la cara lateral del cilindro con la base, lo que se obtiene es una cara cónica y dos aristas circulares.

Torneado esférico

Esquema funcional torneado esférico.

El torneado esférico, por ejemplo el de rótulas, no tiene ninguna dificultad si se realiza en un torno de Control Numérico porque, programando sus medidas y la función de mecanizado radial correspondiente, lo realizará de forma perfecta.

Si el torno es automático de gran producción, trabaja con barra y las rótulas no son de gran tamaño, la rótula se consigue con un carro transversal donde las herramientas están afiladas con el perfil de la rótula.

Hacer rótulas de forma manual en un torno paralelo presenta cierta dificultad para conseguir exactitud en la misma. En ese caso es recomendable disponer de una plantilla de la esfera e irla mecanizando de forma manual y acabarla con lima o rasqueta para darle el ajuste final

Torneado de conos

Un cono o un tronco de cono de un cuerpo de generación viene definido por los siguientes conceptos:

• Diámetro mayor

• Diámetro menor

• Longitud

• Ángulo de inclinación

• Conicidad

Pinzas cónicas portaherramientas.

Los diferentes tornos mecanizan los conos de formas diferentes.

• En los tornos CNC no hay ningún problema porque, programando adecuadamente sus dimensiones, los carros transversales y longitudinales se desplazan de forma coordinada dando lugar al cono deseado.

• En los tornos copiadores tampoco hay problema porque la plantilla de copiado permite que el palpador se desplace por la misma y los carros actúen de forma coordinada.

• Para mecanizar conos en los tornos paralelos convencionales se puede hacer de dos formas diferentes. Si la longitud del cono es pequeña, se mecaniza el cono con el charriot inclinado según el ángulo del cono. Si la longitud del cono es muy grande y el eje se mecaniza entre puntos, entonces se desplaza la distancia adecuada el contrapunto según las dimensiones del cono.

Roscado en el torno

Hay dos sistemas de realizar roscados en los tornos, de un lado la tradicional que utilizan los tornos paralelos, mediante la Caja Norton, y de otra la que se realiza con los tornos CNC, donde los datos de la roscas van totalmente programados y ya no hace falta la caja Norton para realizarlo.

Para efectuar un roscado con herramienta hay que tener en cuenta lo siguiente:

• Las roscas pueden ser exteriores (tornillos) o bien interiores (tuercas), debiendo ser sus magnitudes coherentes para que ambos elementos puedan enroscarse.

• Los elementos que figuran en la tabla son los que hay que tener en cuenta a la hora de realizar una rosca en un torno:

Rosca exterior o macho Rosca interior o hembra

1 Fondo o base Cresta o vértice

2 Cresta o vértice Fondo o base

3 Flanco Flanco

4 Diámetro del núcleo Diámetro del taladro

5 Diámetro exterior Diámetro interior

6 Profundidad de la rosca

7 Paso

Para efectuar el roscado hay que realizar previamente las siguientes tareas:

• Tornear previamente al diámetro que tenga la rosca

• Preparar la herramienta de acuerdo con los ángulos del filete de la rosca.

• Establecer la profundidad de pasada que tenga que tener la rosca hasta conseguir el perfil adecuado.

Roscado en torno paralelo

barra hexagonal

Figura 1

Figura 2

Figura 3

Figura 4

Una de las tareas que pueden ejecutarse en un torno paralelo es efectuar roscas de diversos pasos y tamaños tanto exteriores sobre ejes o interiores sobre tuercas. Para ello los tornos paralelos universales incorporan un mecanismo llamado Caja Norton, que facilita esta tarea y evita montar un tren de engranajes cada vez que se quisiera efectuar una rosca.

La caja Norton es un mecanismo compuesto de varios engranajes que fue inventado y patentado en 1890, que se incorpora a los tornos paralelos y dio solución al cambio manual de engranajes para fijar los pasos de las piezas a roscar. Esta caja puede constar de varios trenes desplazables de engranajes o bien de uno basculante y un cono de engranajes. La caja conecta el movimiento del cabezal del torno con el carro portaherramientas que lleva incorporado un husillo de rosca cuadrada.

El sistema mejor conseguido incluye una caja de cambios con varias reductoras. De esta manera con la manipulación de varias palancas se pueden fijar distintas velocidades de avance de carro portaherramientas, permitiendo realizar una gran variedad de pasos de rosca tanto métricos como Withworth. Las hay en baño de aceite y en seco, de engranajes tallados de una forma u otra, pero básicamente es una caja de cambios.

En la figura se observa cómo partiendo de una barra hexagonal se mecaniza un tornillo. Para ello se realizan las siguientes operaciones:

1. Se cilindra el cuerpo del tornillo dejando la cabeza hexagonal en sus medidas originales.

2. Se achaflana la entrada de la rosca y se refrenta la punta del tornillo.

3. Se ranura la garganta donde finaliza la rosca junto a la cabeza del tornillo.

4. Se rosca el cuerpo del tornillo, dando lugar a la pieza finalizada.

Este mismo proceso se puede hacer partiendo de una barra larga, tronzando finalmente la parte mecanizada.

Conclusiones

• El torno es una maquina que permite la realizacion de varios maquinados.

• Existe gran variedad de piezas de corte, para la realización de los maquinados en el torno.

• Un buril puede servir para realizar mas de un proceso, puede ser usado para cilindrado y refrentado .

• Los maquinados que se realizan en un torno también se pueden realizar por maquina especifica como las taladradoras, en el caso de realizar un taladrado.

Bibliografía

• http://www.taringa.net/posts/ciencia-educacion/6714751/Procesos-De-Maquinado.html

• http://es.wikipedia.org/wiki/Torno

• http://www.youtube.com/watch?v=6LAZClIF8Wo&feature=related

• MANUAL DE MAQUINAS HERRAMIENTAS, volumen 2. Richard R. Kibbe. John E. Neely. Roland O. Meyer. Warrant T. White. Ed.Limusa

...