TORNEADO
TORNEADO El torneado es una operación con arranque de viruta que permite la elaboración de piezas de revolución (cilíndricas, cónicas y esféricas), mediante el movimiento uniforme de rotación alrededor del eje fijo de la pieza. Mediante el torneado se pueden enerar diferentes tipos de superficies, tales como! cilíndricas e"ternas e internas, cónicas e"ternas e internas. #urante el torneado se llevan a cabo tres movimientos relativos entre pieza y $erramienta, que permiten se realice la operación, estos son! movimiento es iratorio constante y lo lo posee la pieza a Movimiento principal o de corte.- Este movimiento trabajar.
Movimiento de avance.- Este movimiento es rectilíneo que oblia a la $erramienta a desplazarse a lo laro de la superficie del material, para encontrar siempre nuevo material a cortar. Movimie ovimiento nto de penetra penetració ción.n.- Es el movimiento que determina la profundidad de corte al empujar la $erramienta $acia el interior de la pieza, y reular así la profundidad de cada pasada y la sección de la viruta.
FIG. No. 1 MOVIMIENTOS EN E TORNEADO. TORNEADO.
%%
TORNEADO
En el torno torno se pue pueden den efectua efectuarr las operaci operacione oness siuie siuiente ntes! s! &orneado orneado 'ilínd 'ilíndric ricoo e"teri e"terior or o cilindrado. Este se puede efectuar con o sin contrapunto, dependiendo de la lonitud de la pieza, esta operación se realiza con pasadas de desbaste y de afinado.
FIG. No. ! "IINDRADO E#TERIOR Torneado cil$ndrico interior o mandrinado. Este se efecta con $erramienta acordada o usando una barra para interiores, con pasadas de desbaste y afinado.
FIG. No. % "IINDRADO INTERIOR
Re&rentado o careado.- Mediante esta operación se lora que las caras frontales queden planas y normales al eje de la pieza, se realiza con pasadas de desbaste y afinado.
%*
TORNEADO
FIG. No. ' REFRENTADO
FIG. No ( TORNEADO ")NI"O
&orneado cónico. Esta operación se puede realizar con el desplazamiento del contrapunto ó con la rotación del carro porta$errmienta, se efecta con pasadas de desbaste y de afinado. +oscado o fileteado. 'onsiste en enerar una rosca con un paso determinado, ya sea e"terior o interior, esto se $ace utilizando el $usillo de roscar con la caja de enranes de roscar, y en alunas ocasiones se utilizan $erramientas como el mac$uelo y la tarraja en dimetros peque-os. &ronzado. Es la operación final que se realiza en el torneado, cuya finalidad es la de separar la pieza ya maquinada del resto del material.
%
TORNEADO
FIG. No. * TRON+ADO En el torno torno se pued pueden en efectua efectuarr aluna alunass otras otras ope operaci raciones ones como! como! molete moletear ar,, taladra taladrar, r, rimar rimar,, rectificar, fresar.
,ERRAMIENTAS ARA TORNEAR. /as $erramientas usadas en el torneado son de tipo monocortantes, y normalmente constituidas por una barra de sección cuadrada ó rectanular, eneralmente llamadas buriles o cuc$illas y en alunos trabajos se usan barras de sección circular. /a elección de la $erramienta est en función del tipo de material a trabajar ya que la parte cortante de la $erramienta debe tener una dureza superior a éste. /a construcción de la punta cortante de la $erramienta para torneado se muestra en la fiura 0o. 1, y eneralmente consta de! 2) 3uperficie frontal o de ataque %) 3uperficie principal o de incidencia *) 3uperficie au"iliar
%5
) 4értice 5) 6rista de corte au"iliar 7) 6rista de corte principal
TORNEADO
FIG. No. No . /NTA "ORTANTE "ORTANTE DE A ,ERRAMIENTA ,ERRAMIE NTA ARA TORNO. TORNO.
#urante el torneado se eneran dos superficies en la pieza que se maquina! 3uperficie de corte (3c)8 es la superficie que se forma debajo del filo. 3uperficie de trabajo (3t)8 es la superficie que se obtiene en la pieza mediante el proceso de corte. En la fiura 0o. 9 se muestran ambas superficies así como los nulos principales. /os nulos principales que se forman entre las superficies de la pieza y las superficies de la $erramienta son! :nulo de incidencia (), es el formado por la superficie de corte y la incidencia. :nulo de filo (), se encuentra entre las superficies de incidencia y de ataque. :nulo de ataque (), es el nulo formado entre la normal a la superficie de corte y la superficie de ataque. :nulo de corte (), est formado entre la superficie de ataque y la superficie de corte. Estos nulos se ilustran en la fiura 0o. 9 tanto para una $erramienta de filo frontal (6) como para una $erramienta de filo lateral (;).
FIG. No. 0 NG/OS RIN"IAES2 Sc 3 St
%7
TORNEADO
=n nulo de posición peque-o da luar para la misma profundidad profundidad de corte, a que la viruta sea anc$a, dando luar a un esfuerzo de fle"ión rande, sobre todo cuando la pieza es lara y delada. El caso ms eneral es cuando el nulo de posición es de 5>. :nulo de punta (), es el formado por la arista principal y la arista au"iliar, el cual suele valer ?@>, cuando una $erramienta tiene un nulo de punta peque-o se desafila rpidamente. /os nulos de posición y de punta se ilustran en la fiura 0o. ?.
FIG. No. 4 NG/O DE OSI"I)N 5 DE /NTA DE A ,ERRAMIENTA a6 ANG. DE OSI"I)N GRANDE2 76 ANG. DE OSI"I)N E8/E9O c6 ANG. DE OSI"I)N NORMA :'(;6. #irección de corte. /a pieza a trabajar puede ser torneada $aciendo avanzar la $erramienta $acia la derec$a o $acia la izquierda. En el primer caso, la $erramienta vista desde la parte cortante y con la arista au"iliar $acia arriba, presenta la arista principal (o filo principal) a la izquierda, se le llama por tanto $erramienta a la izquierda (6). En el seundo caso la $erramienta presenta la arista principal a la derec$a y por esto se llama $erramienta derec$a (;). 6mbos casos se ilustran en la fiura 0o. 2@.
%1
TORNEADO
FIG. No 1< DIRE""IONES DE "ORTE. /a forma de las $erramientas para torneado varia sensiblemente sen la forma de la pieza a trab trabaj ajar ar y el tipo tipo de oper operac ació iónn a efec efectu tuar ar,, para para dist distin inu uir irla lass entr entree sí, sí, toma tomann dive divers rsas as denominaciones dependiendo de! 2. #e la forma de la punta! la cual puede ser de u-a, de corte, de pasada, etc. %. #e la forma del cuerpo8 el cual puede ser recto, de cuello de cisne, curvado, de costado o acodado. *. #e la posición del filo de corte respecto al eje del cuerpo8 a la derec$a, a la izquierda. . #el tipo de trabajo que la $erramienta debe realizar8 de desbaste, de acabado, de tronzar, etc. 6 continuación se muestra esquemticamente alunas de estas $erramientas.
,ERRAMIENTAS ARA DES=ASTE
%9
TORNEADO
6. +ecta, derec$ ec$a para cilindra drar, '. '. #e #e bi bisel sel, der derec ec$a $a para para cil cilindr indrar ar,,
;. 6codad dada, dere erec$a para cilindrar rar, #. #. 6c 6cod odad ada, a, dere derec$ c$aa par paraa ref refre rent ntar ar..
,ERRAMIENTAS ,ERRAMI ENTAS ARA ARA A"A=ADO. 6. #e u-a, simétrica para cilindrar, '. '. #e cuc cuc$i $ill llo, o, derec derec$a $a para para refre refrent ntar ar,, E. #e refrentar.
;. #e una, acodada derec$a para cilindrar, #. #. #e cuc cuc$i $ill llo, o, acod acodad adaa para para refre refrent ntar ar,,
,ERRAMIENTAS DE FORMA 6. #e tronzar, '. Aara entallar central E. Aara radios conve"os,
%?
;. Aara entallar derec$a, #. Aara filetear, B. Aara radios cóncavos.
TORNEADO
,ERRAMIENTAS ARA TORNEADO INTERIOR 6. 6. 6co 6coda dada da der derec ec$a $a,, para para au auje jero ross pesa pesado dos, s, '. 6codada para ranuras interiores,
;. ;. +ect +ectaa dere derec$ c$aa para para au auje jero ross cie cieos os,, #. #e arfio, para fileteado interior.
MA8/INAS ARA TORNEAR. /as mquinas que permiten la transformación de un sólido indefinido, $aciéndolo irar alrededor de su eje y arrancndole periféricamente material, a fin de transformarlo en una pieza, bien definida, se denominan tornos. /os tipos de tornos empleados empleados en la Cndustria Cndustria son muy numerosos numerosos y se distinuen distinuen entre si por la forma, tama-o, precisión, potencia, etc. 6 continuación se da la clasificación ms eneral de los tornos y se describirn brevemente los tipos principales. Aaralelo 4ertical D #e una torreta D #e doble torreta
TORNOS +evolver D 'on cabezal cilíndrico D 'on cabezal prismtico vertical 6utomtico
TORNO ARAEO Esta mquina se caracteriza por tener el eje de iro del plato porta pieza en posición $orizontal8 $orizontal8 debido a lo anterior también se le llama &orno orizontal, es la mquina $erramienta ms *@
TORNEADO
utilizada en los procesos de manufactura aunque no presenta randes posibilidades para trabajos en serie por la dificultad que presenta para el cambio de las $erramientas. En la fiura 0o.22 se ilustra esta mquina se-alando sus partes principales que son! 2. ;ancada. %. 'abezal fijo. *. 'arro principal. . 'ontrapunto o cabezal móvil. 5. 'arro porta$erramienta.
1.- =ancada.- Es una pieza compacta de fundición que lleva en su parte superior y en toda su lonitud libre las uías que alinean a la izquierda el cabezal fijo, al centro, el carro principal, y a la derec$a, el contrapunto. /as /as uías constituyen la parte mas delicada de la bancada y pueden ser! a) #e cola cola de mila milano no b) Alanas c) &rapez &rapezoid oidale aless o prism prismti ticas cas /as uías prismticas, son las ms empleadas, pues presentan la ventaja de impedir deslizamientos laterales del carro y arantizan la perfecta alineación de los puntos.
!.- "a7e>al &i?o.- 3e encuentra montado sobre la bancada, y comprende el rbol principal, cuya finalidad es la de sostener el plato que sirve para sujetar la pieza a trabajar. E"isten cabezales que contienen directamente distintos pares de enranajes convenientemente proramados, que permiten permiten un cambio fcil del nmero nmero de revoluciones mediante palancas e"teriores8 y en ocasiones el cabezal puede recibir el movimiento de un cambio de velocidades separado dispuesto debajo. %.- "arro principal.- Auede desplazarse lonitudinalmente sobre las uías de la bancada para Aroporcionar el movimiento de avance de la $erramienta.=n carro secundario puede deslizarse transversalmente, por lo que la $erramienta puede moverse sen una línea oblicua, o sea como resultante de los movimientos mencionados, lonitudinal y transversal. '.- "ontrap@nto o ca7e>al móvil.- Est montado sobre las uías de la bancada y tiene como función sujetar a las piezas que iran, se utiliza preferentemente en piezas laras o cuando se desea evitar las variaciones del e"tremo de la pieza durante el movimiento iratorio. Auede desplazarse a lo laro de la bancada y fijarse en la posición ms conveniente en relación a la pieza a maquinar.
*2
TORNEADO
FIG. No. 11 TORNO ARAEO O TAM=IN AMADO TORNO ,ORI+ONTA (.- "arro orta-,erramienta.- Est montado sobre el carro principal y como su nombre lo indi indica ca llev llevaa suje sujeta ta a la $erra $errami mient entaa de corte corte,, dic$ dic$aa sujec sujeció iónn se $ace $ace de diver diversas sas form formas as dependiendo del fabricante y en ocasiones sujeta a ms de una $erramienta.
*%
TORNEADO
/as dimensiones con las cuales se define bsicamente la capacidad (en cuanto a dimensiones) de un torno paralelo son ! 2. #imetro m"imo de la pieza a trabajar (volteo). %. /onitud m"ima de la pieza a trabajar (distancia entre centros).
TORNO REVOVER. Este tipo de torno se emplea emplea para producción producción en serie, e"isten e"isten de muy diversos tipos y tama-os, alunos alunos de ellos estn dise-ados dise-ados para fabricar fabricar piezas procedentes de barra, en este caso tienen el rbol principal principal $ueco, estn provistos de dispositiv dispositivos os de sujeción sujeción mediante mediante boquillas cónicas de e"pansión y de otro dispositivo para avance de la barra cuando la boquilla se abre. &ambién $ay tornos revolver que permiten el maquinado d piezas previamente estampadas o fundidas, para lo cual se tienen los platos especiales que permiten la rpida sujeción de la pieza. El torno revolver se caracteriza por estar previsto del carro lonitudinal normal con su torreta porta$erramienta y adems posee un seundo carro lonitudinal que lleva una torreta porta $errami $erramient entaa $e"aona $e"aonall irato iratoria ria.. En ambas ambas torret torretas as se coloca colocann las $errami $erramient entas as en forma forma ordenada sen el tipo de pieza a maquinar.
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TORNEADO
FIG/RA No.1! TORNO REVOVER REVOVER 6) ;) ') #) E) B) G)
;60'6#6 '6;EF6/ M<&<+ A/6&< A<+&6 A<+&6 ACEF6 ACE F6 A<+&6E+ A<+&6E++6MCE0&63 +6MCE0&63 GC+6&<+C< GC+6&<+C< A6+6 A6+6 BCH6+ '=6&+< '=6&+< E++6MCE0& E++6MCE0 &63 '6++< &+6034E+36/ A=E0&E #E/ '6++< /<0GC&=#C06/ 4
*
TORNEADO
=) &<+0C//<3 &<+0C//< 3 #E 6H=3&E #E /6 '6++E+6 #E/'6++< #E/ +E4
TORNO VERTI"A Esta mquina se caracteriza por tener el eje de iro del plato porta pieza en posición vertical, este tipo de torno es empleado para el maquinado de piezas pesadas de ran dimetro y lonitud relativamente peque-a, se pueden enerar superficies e"teriores e interiores, cilíndricas y cónicas. /as dimensiones principales de los tornos verticales son el dimetro y la altura m"ima de la pieza, e"isten tornos que pueden maquinar piezas de 7 m de dimetro y an mayores. Aara un mejor aprovec$amiento de este tipo de torno, se fabrican con un cabezal revolver y dos porta $erramientas, uno con movimiento $orizontal y otro con movimiento vertical, como el que se ilustran en la fiura 0o. 2*. /os tornos verticales pueden ser de uno o dos montantes.
TORNO A/TOMTI"O 3on 3on aqu aquel ella lass mqui mquinas nas$e $err rram amie ient ntaa en las las que que despu después és de po poner nerse se en marc$ marc$a, a, todos todos los los movimientos del ciclo de maquinado de las piezas, así como la alimentación del material a maquinar y la e"tracción de la pieza terminada se efecta sin la intervención del operario. /os movimientos principales de este tipo de tornos estn controlados automticamente y son! 2. 6vance del material (eneralmente barras), oriinado por un contra peso. %. Movimiento de rotación del rbol principal. *. Movimiento de rotación del rbol de levas, sincronizado con el movimiento de rotación del rbol principal. . Movimiento de avance lonitudinal del cabezal móvil. #entro de este rupo de tornos se encuentra una ran variedad de ellos, pero una clasificación eneral es en cuanto al nmero de $usillos, los $ay de un $usillo y de varios $usillos. 6dems de los cuatro tipos de tornos mencionados, se $ace notar que e"iste una ran variedad de tornos especiales llamados de esta manera ya que $an sido dise-ados para el maquinado de cierto tipo de piezas, por ejemplo! &ornos copiadores, copiadores , & &ornos ornos al aire, &ornos &ornos roscadores, roscado res, &ornos destalonadores, etc.
*5
TORNEADO
FIG. No. 1% TORNO VERTI"A 6) ;) ') #)
;astidor o Montante ; as e Al Alataforma Giratoria &ravesa-o
E y B) 'arros porta$erramienta G) &orreta porta$erramienta iratoria de cinco posiciones ) 'arro porta$erramienta transversal C) 3oporte
*7
TORNEADO
"A"/O DE ARMETROS Aotencia efectiva utilizada durante la operación e"presada en '. 4. 0e #onde !
Nu N u
0u Aotencia til de la mquina '.4. +endimiento mecnico de la mquina. 0u
#onde !
FcVc 5@@
'. 4.
Bc Buerza de corte N. 4c 4elocidad 4elocidad de corte mOmin. Bc qs q 3ección de viruta mm% s Esfuerzo unitario de corte N O mm% 0u
Aor lo tanto
0e
q s4c 5@@
q sVc 5@@
C.V .
'.4.
q ts t Arofundidad de corte para una pasada mm. s 6vance de la $erramienta mm O rev. &iempo de maquinado. /a e"presión eneral para determinar el tiempo de maquinado se presenta a continuación ! & p
L ns
(min)
/ /onitud a maquinar en mm n 0mero de revoluciones de la pieza +AM. s 6vance de la $erramienta mm O rev. Esta e"presión se vera afectada por el nmero de pasadas m m
*1
corte e tota totall de desb desbas asteo teo Ar of . de cort Ar of . decorte decorte
deafinado deafinado
parci parcial al dedesbas dedesbasteo teo de afinad afinado o
TORNEADO
El valor de m siempre deber ser un nmero entero, ya que no $ay fracciones de pasada. Aor lo tanto !
&
L m ns
min
Esta e"presión también se puede representar de la siuiente manera ! & #ond #o nde! e!
nP
m
n
min
nQ 0m 0mer eroo de de rev revol oluc ucio ione ness nec neces esar aria iass para para real realiz izar ar una una carr carrer eraa com compl plet etaa y es iual a ! nQ
L S
'omo el torneado se realiza en dos etapas como es el desbaste y el afinado, $abr que determinar dos tiempos8 tiempo de desbaste y el tiempo de afinado, utilizando para cada uno de sus parmetros correspondientes, finalmente se sumarn estos tiempos para obtener el tiempo de maquinado para la operación de torneado.
E?emploB 'alcular la potencia efectiva y el tiempo de maquinado empleado en tornear una flec$a de
[email protected] mm de dimetro e"terior y se pretende reducir a un dimetro final de 17 mm. en un material que tiene un esfuerzo unitario al corte de 25@ NOmm% y una lonitud lonitud de 25@ mm, se considerar un rendimiento mecnico del 95R. /os valores de la velocidad de corte y del avance son los siuientes.
/
#f
#i
At
*9
TORNEADO
Aara desbaste
4c 22@
Aara afinado
4c %%5
m
3 @.*
min m
3 @.2
min
mm rev mm rev
6ntes de $acer cualquier clculo se procede a establecer la forma en que se $ar el torneado, lo cual se $ace de la siuiente forma. At
Di Df %
Jue se le llamar profundidad de corte total o sea todo lo que $ay que quitarle a la pieza.
At
Di Df %
[email protected]
17
%
%5.7 %
2%.9 mm
Estos 2%.9 mm se retirarn de la siuiente manera En el #esbaste 2% mm En el 6finado @.9mm En el #esbaste se $arn tantas pasadas como sean necesarias sen los siuientes factores! El volumen de material a remover, la potencia de la mquina a utilizar y por supuesto el tiempo, por lo que se debern $acer las mínimas posibles. El valor de la profundidad de corte para una pasada se recomienda que tena el siuiente valor8 de @.* mm a 5 mm. #e donde m
cortetotall de desb desbas aste te Ar of . cortetota
corte parcia parciall de desbast desbaste e Ar of . corte
2% mm * mm
Aasadas
El valor de * mm cae dentro del rano establecido. En el 6finado se $arn de % a * pasadas, dependiendo de el acabado superficial que se desea obtener, y cuando éste no es de muy buena calidad o bien la pieza ser sometida a un maquinado posterior se podría dar una solo pasada. El valor de la profundidad de corte para una pasada se recomienda que tena un valor m"imo de @.* mm. #e donde m
cortetotall deafinado deafinado Ar of . cortetota
corte parcia parciall de afinad afinado o Ar of . corte
@.9 mm @.%77 %77 mm
* Aasadas
'lculo de la potencia efectiva de desbaste la cual ser la m"ima por lo que no es necesario determinar la potencia efectiva para el afinado.
*?
TORNEADO
0e
q sVc 5@@
@.? mm 25@ kg O mm 2@@ m O min %
%
5@@ @.95 5@@
*.99 '.4.
q t s (* mm)(@.*mmOrev) @.? mm% 'lculo del tiempo durante las operaciones de desbaste! 3e calcula el nmero de revoluciones por minuto a las cuales ira la pieza, para lo cual se parte de la e"presión eneral de la velocidad de corte. 4c #n
&
n
Vc
22@ m O min
*227 *.7* +AM *2 . 27 @2@27 @2@2 . 7 m Di
25@ mm L m *.7* RPM @.*mm O rev ns
5.9@ min.
'lculo del tiempo durante las operaciones de afinado! El nmero de revoluciones por minuto a las que irar la pieza deber ser mayor que en el desbaste. desbaste. El dimetro dimetro que tendr la pieza pieza ser muy cercano al dimetro dimetro final, final, y ser iual al dimetro inicial menos lo que se le $aya retirado durante las operaciones de desbaste. #" #i %
[email protected] % 11.7 mm Vc
%%5 m O min
n
*22 ?%%.?7 +AM *2 . 27 @.@117 @117 m Dx
&
25@ mm L * m ?%%.?7 RPM @.2 mm O rev ns
.91 min
&iempo &otal &desbaste S &afinado 5.9@ S .91
[email protected] min.
E?emploB 6 una barra $ueca que tiene un dimetro interior de *9.2 mm se le arandar este dimetro $asta 55.5 mm en una lonitud de 2%@ mm, el material tiene un esfuerzo unitario al corte de 2%@ TOmm%, el rendimiento mecnico de la mquina se considera de 95R y se dan los siuientes valores de la velocidad de corte y del avance. 'alcular la potencia efectiva y el tiempo de maquinado.
@
TORNEADO
/
#i
#f
At
Aara desbaste
4c ?@
Aara afinado
4c %%@
m min m
3 @.* 3 @.2
min
mm rev mm rev
En la solución de este ejemplo se seuirn los mismos pasos del ejemplo anterior. At At
Di Df %
55.5
*9.2 %
Di Df %
21. %
como #f #i
9.1 mm
Estos 9.1 mm se retirarn de la siuiente manera En el #esbaste 9.% mm En el 6finado @.5 mm
#esbaste! +ano de profundidad de corte para una pasada (@.* 5 mm) m
9.% mm %.@5mm
pasadas
6finado! 4alor 4alor m"imo de la profundidad prof undidad de corte para par a una pasda @.* @ .* mm m
2
@.5 mm @.%5 mm
% pasadas
TORNEADO
'lculo de la potencia efectiva desbaste, siendo esta la m"ima. 0e
q sVc 5@@
@.725mm 2%@kg O mm ?@m O min %
%
5@@ @.95 5@@
2.1* '.4. '.4.
q t s (%.@5mm)(@.*mmOrev) @.725 mm%
'lculo del tiempo durante las operaciones de desbaste 4c &
#n
L
n
Vc
?@m O min
*22 152.? +AM *2 . 27 @.*92m Di
2%@mm
m 152.? RPM @.*mm O rev () %.2% min ns
'lculo del tiempo durante las operaciones de afinado. El dimetro que tiene la pieza en el momento en que se iniciar el afinado ser! #" #i S 27. 5.5 mm n &
Vc
%%@m O min
*22 2%9.?1 +AM *2 . 27 @.@55 55m Dx L
2%@mm
m 2%9.?1 (%) 2.97 min ?1 RPM @.2mm O rev ns
&iempo total & #esb S & 6finado %.2% S 2.97 *.?9 min.
REFRENTADOB Aara calcular el tiempo invertido en esta operación se siue el procedimiento anterior con alunas variantes como son! -
-
/a profundidad de corte total se obtendr de la diferencia de la lonitud inicial menos la lonitud.inicial menos la lonitud final ( tener presente si se va a carear de uno o ambos e"tremos). #el valor anterior se debern obtener el nmero de pasadas. (/as cuales debern ser las menores posibles en el desbaste y se $ar una sola para el afinado. %
TORNEADO
/a lonitud (/) que interviene para el clculo del tiempo ser iual al radio de la pieza a maquinar.
#
/
*
