INTRODUCCION
El torno mecánico es una máquina universal especialmente adecuada para la fabricación de pequeñas pieas torneadas! En "l se pued pueden en efec efectu tuar ar todo todos s los los trab traba# a#os os de tor tornead neado o posibles $ cortarse roscas! %a e&iste e&istenci ncia a de tornos tornos está está atesti atesti'ua 'uada da desde desde al menos menos el año ()* a! C! Durante si'los los tornos funcionaron se'+n el sistema de ,arco de viol-n,! En el si'lo .III se inventó el torno de pedal! En la actualidad el torno mecánico es mu$ utiliado a nivel industrial alrededor de todo el mundo/ tomando un papel importante en el mecaniado de pieas
0u aplicación es sobre todo la mecánica de precisión! Tambi"n Tambi"n se lo encuentra frecuentemente frecuentement e en pequeños pequ eños talleres de reparaciones! pequeñas!
En el presente informe daremos a conocer las características de máquinas, herramientas, equipos, procedimientos y otras especificaciones del trabajo en torno, además de todos los pasos a seguir para realizar, en forma exitosa, una pieza en el laboratorio.
Equipos y materiales utilizados •
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1áquinas2 - Torno2 procedencia sueca 3importado por 40E4 C5ile6/ corriente trifásica de 7(* 3volt6 $ velocidad de motor de 89* rpm! :lato universal de tres mordaas/ autocentrante! ;*** mm de distancia entre centro $ ;<*mm de escote! Instrumentos2 - :i" de metro2 marca 1ituto$o/ tiene un ran'o de * a ;)*mm $ una sensibilidad de *!*)mm! =erramientas2
- Portaherramientas recto para !."# pulgadas, marca $abri, para herramientas de %&' de pulgada. - 0ierra manual2 Corta sólo 5acia delante - %o que aprieta las tuercas - 4cero rápido2 =erramienta de corte - Tornillo
-
1ecánico2 marca 0en!
:orta 5erramienta de tronar2 marca Cabri %lave del plato %lave de punta2 de 79mm/ sin marca! %lave de punta $ corona2 a ;< de pul'ada! >arrote pasa mac5o 1ac5os2 Tótem ? >0@
(ima plana ") pulgadas de largo, semifina, marca *and+i. :ortabroca2 marca Ro5m/ morse 9/ de ; a ;7mm! >orcas2 tipo busca centro/ de acero rápido/ )&;9!) 1ac5o2 5ilo interior TE Ra#a2 5ilo e&terior %lave de punta $ corona2 8A;am :lantilla de 5ilo :lantilla de radio %iners
Φ
- 4ceitera - Caretas faciales Procedimiento de trabajo El m"todo se'uido para realiar el traba#o se puede describir en los si'uientes pasos2 ;! 0e'uridad en el torno2 la primera norma de se'uridad a utiliar es la vestimenta adecuada! 0e requiere de un overol debidamente abroc5ado $ apatos de se'uridad! Es necesario traba#ar 'afas protectoras! 9! Es importante tener todos los implementos 35erramientas/ equipos/ etc!6 a mano/ para as- no perder tiempo! 7! :reparar la máquina2 ase'urarse de que est" limpia $ lista para encender! B! 1edir la piea a trav"s del pie de metro para lue'o saber lo que se tiene que cilindrar $Ao refrentar! )! Refrentar2 colocar la 5erramienta de corte en el carro porta 5erramienta $ la piea en el plato universal de tres mordaas! Centrar $ nivelar a la altura de la 5erramienta utiliando el centro 'iratorio! Ubicar la 5erramienta en un án'ulo ma$or a 8* con respecto a la piea/ a#ustar las revoluciones $ proceder a encender!
;*! Cambiar la 5erramienta de corte para a5ora iniciar el cilindrado/ repitiendo los puntos anteriores/ esta ve la palanca de automático es para arriba/ debido que a5ora se mueve el carro lon'itudinal ;;! Nuestra piea consta de cinco diámetros distintos por lo que el cilindrado se repetirá más de una ve! ;9! iendo la piea en la vista frontal $ de iquierda los primeros 9* mm tienen un diámetro de 7) mm/ los si'uientes 9* mm de lar'o tienen un diámetro de B8 mm/ los si'uientes ( mm de lar'o tienen un diámetro de 7* mm/ lue'o viene una sección cónica de 7* mm de diámetro ma$or $ ;) mm de diámetro menor $ lue'o una sección de ;) mm de lar'o con un diámetro de ;9 mm! En "sta ona posteriormente se 5ace un roscado donde 5a$ un sacado de 7 mm 3 queda con ;9 mm de lar'o6! ;7! 0e 5ace un cilindrado cónico con un án'ulo de ;
1. TEORÍA
a) Partes del torno El torno se compone de tres partes principales2
- El monta#e $ la bancada - El en'rana#e - El porta+til Estas tres partes forman la construcción principal de un torno! 4 ellas se a're'an todav-a los elementos de su#eción para las 5erramientas $ las pieas de traba#o! En el e#emplo de un torno paralelo con 5usillo de 'u-a $ de refrentar se van a desi'nar los distintos elementos de construcción!
;! bancada 9! ca#a de en'rana#e 7! 5usillo de traba#o B! cabea móvil )! pinola
;*! árbol de embra'ue ;;! placacubierta de mecanismo ;9! cubeta de retensión para virutas $ el a'ente refri'erante ;7! montante ;B! palanca para transmisiones sencilla $ m+ltiple ;)! palanca para la cone&ión a la derec5a e iquierda del coraón de inversión ;
unción de al'una de las partes del torno2
1ontante2 admisión de la bancada/ colocación del equipo el"ctrico $ de los accesorios en el montante 5ueco de la máquina! >ancada2 sirve para la 'u-a del carro $ del cabeal móvil! Cabeal del 5usillo2 incorporados en el en'rana#e principal $ el en'rana#e de avance/ as- como alo#ado el 5usillo de traba#o! =usillo de traba#o2 admisión de los distintos dispositivos para la su#eción de las pieas a traba#ar! :alancas2 maniobra de las distintas velocidades de avance en el en'rana#e de avance! :alanca2 maniobra del en'rana#e de coraón de inversión! Cubierta protectora2 cubierta protectora para las ruedas de cambio de velocidad! Carro2 movimiento $ maniobra del +til para tornear! :unto de su#eción2 su#eción del +til por tornillos tensores! :lacacubierta del mecanismo2 maniobra $ mane#o del carro! =usillo de 'u-a2 se maniobra para el roscado! =usillo de refrentar2 sirve para el movimiento del carro durante los traba#os de cilindrar $ de refrentar! Cabeal móvil2 contrasoporte apo$o al tornear pieas lar'as! :inola2 admisión de la punta del cabeal móvil o de 5erramientas de taladrar! Cubeta de retensión2 retensión de la viruta $ del a'ente refri'erante! -a de resbalamiento2 'u-a del carro!
b) Herramientas de corte
El aFlado correcto de los buriles 3o cuc5illas6 de corte es uno de los factores más importantes que deben ser tomados en consideración para mecaniar los metales en las máquinas! El buril de corte debe estar correctamente aFlado/ de acuerdo con el tipo particular de metal que va a ser torneado $ debe tener un Flo adecuado para cortar e&acta $ eFcientemente! :ara obtener buriles de corte correctamente aFlados/ debe prestarse atención especial a los án'ulos que forman las aristas cortantes! Estos án'ulos reciben los nombres de ángulo de inclinación $ de despejo!
En el torno/ los buriles utiliados más frecuentemente son2
-
>uriles de corte derec5o e iquerdo >uriles para refrentar/ de corte derec5o e iquerdo >uriles redondeados >uriles para roscar $ el buril de corte interior! El uso de estos buriles depende del procedimiento empleado $ de la naturalea del traba#o!
%os buriles de torno para acero rápido/ se fabrican de dimensiones estándar! 0olamente necesitan ser aFlados a la forma deseada e insertados en un man'o porta5erramientas apropiado para ser utiliados! %os tamaños más comunes de buriles cuadrados son2 JH3*!< cm6/ )A;
El án'ulo de 7* en los e&tremos de la barra/ para los buriles de corte/ sirve como 'u-a para dar el án'ulo de incidencia o de despe#o frontal a la 5erramienta al ser colocada en el porta5erramientas! El buril se adapta al man'o porta5erramientas con un án'ulo de 9*/ apro&imadamente/ de#ando una incidencia frontal de ;*/ apro&imadamente/ con el que se utilia para traba#os 'enerales!
%a inclinación/ llamada a veces la pendiente del buril/ se esmerila en la parte superior/ ale#ándose 'radualmente del borde cortante! El án'ulo que se aparta lateralmente del borde cortante/ de la 5oriontal 5acia un costado del buril/ se llama ángulo de inclinación!
%a combinación de la inclinación posterior $ la lateral forman el án'ulo de ataque que proporciona una acción de cialla de borde cortante/ permitiendo as- que el material sea torneado más libremente $ 5aciendo que las virutas se ale#en del Flo! El tipo de material que 5a de ser torneado determina este án'ulo!
El despe#o del corte del buril lo determinan los án'ulos necesarios para librar la piea del traba#o cuando el buril se apo$a contra ella durante el corte! El despe#o lateral es/ normalmente/ de 7 a ;* 'rados! El despe#o frontal o incidencia se esmerila a partir del borde cortante $ contin+a 5asta el talón del buril de corte!
0i se esmerila un buril con demasiada incidencia/ el borde cortante se deteriorará rápidamente $ se desmoronará en los cortes pesados/ 5aciendo necesarios aFlados repetidos/ con las p"rdidas consi'uientes de material de buril $ de tiempo! El án'ulo de incidencia frontal es/ 'eneralmente/ de 7 a ;) 'rados/ dependiendo esto de la naturalea del traba#o $ de la altura a que se a#usta el Flo del buril! %os buriles de torno/ de corte derec5o e iquierdo / se emplean para cortes de desbaste $ traba#os 'enerales en la máquina! El buril se forma/ con un esmerilado m-nimo/ con el Fn de de#ar una superFcie amplia sobre el corte del buril que permita la eliminación rápida del calor que se produce al efectuar cortes pesados/ lo cual prolon'a la duración del Flo! El buril de corte lateral derec5o corta cuando avana de derec5a a iquierdaK el borde cortante se encuentra sobre el lado iquierdo del buril! El buril de corte lateral iquierdo corta cuando se apo$a de iquierda a derec5aK el borde cortante se encuentra sobre el lado derec5o del buril! %os buriles de corte lateral para refrentado derec5o o iquierdo se aFlan para ser utiliados en resaltes refrentados! %a parte frontal del buril para refrentado de corte lateral derec5o está esmerilado de tal modo que permita librar una de las puntas del torno cuando se lleva a cabo el refrentado de los e&tremos! El buril para refrentado de corte derec5o corta cuando se apo$a de derec5a a iquierdaK el borde cortante se encuentra en el lado iquierdo del buril mientras la cresta se aparta 'radualmente del borde cortante!
El buril para refrentado de corte lateral iquierdo es esmerilado al contrario que el de corte lateral derec5oK el borde cortante se encuentra al lado derec5o del buril/
mientras que la parte superior se aparta 'radualmente del Flo! En ambos casos/ el talón del buril es esmerilado de tal modo que proporcione espe#o suFciente para evitar la fricción cuando el Flo se apo$a contra la piea que va a ser torneada!
El buril de torno de punta redondeada es un instrumento cortante para traba#os 'enerales que puede utiliarse para numerosas operaciones de torno! %a cara superior del buril puede esmerilarse de tal modo que quede plana para admitir cortes li'eros en cualquier dirección o con inclinación lateral derec5a o iquierda/ para cortes en una dirección determinada! :uede utiliarse con buenos resultados para cortes de acabado! El radio del borde acortado puede ser esmerilado para formar Fletes en un resalte/ asimismo/ puede utiliarse para cuellos $ ranuras!
c) Montaje correcto de la herramienta
El centrado de un trabajo sujeto en el plato puede comprobarse obser+ando la luz que separa al extremo de un portaburil de pieza en rotacin. El portaburil se sujeta al re+s en el poste y se aproxima a continuacin, de modo que toque casi en los puntos salientes de la pieza de trabajo. Un pedao de papel colocado sobre el carro transversal/ ba#o el portaburiles/ reLe#a la lu en el espacio entre el
portaburil $ la piea de traba#o! Cuando se 5ace 'irar lentamente el 5usillo/ el claro de lu indicará la cantidad de e¢ricidad de la piea de traba#o! 0e marca el punto saliente $ se a#ustan las mordaas 5asta que la piea 'ire conc"ntrica!
d) Velocidad de corte (sistema métrico)
El cabezal fijo del torno está construido de tal modo que permita el cambio de +elocidad del husillo ya sea por medio de una polea escalonada accionada por banda o por un mecanismo de cabezal de engranes. Puede obtenerse un cambio de +elocidad en la polea escalonada accionada por banda, pasando sta a otro escaln de la polea. (as +elocidades más bajas se obtienen interponiendo engranajes reductores. En los nue+os tipos de cabezal de engranajes, los cambios de +elocidad pueden obtenerse modificando la posicin de los engranajes en el cabezal fijo. (a +elocidad de corte para un material no cambia, sino que permanece constante mientras que las re+oluciones por minuto, o +elocidad del husillo del torno pueden aumentar o disminuir de acuerdo con el diámetro de la pieza. (os factores que determinan la +elocidad de corte son el tipo y la dureza del material, el diámetro de la pieza, el material del que está hecha la herramienta de corte, la forma de la herramienta y la profundidad del corte. *e recomiendan cortes anchos y bajas +elocidades para corte de desbaste, con el fin de e+itar el desgaste de los bordes cortantes de la herramienta y las prdidas de tiempo. (a +elocidad del husillo se aumenta generalmente para cortes de acabado y se disminuye el a+ance. (as +elocidades de corte para trabajos de torneado se expresan en pies por minuto o metros por minuto. (a +elocidad de corte es el n/mero de pies 0metro1 que pasan por el filo de la herramienta en un minuto, midiendo sobre la circunferencia de la pieza. 2elocidades de corte para tornear metales con herramientas de acero rápido, basadas en a+ances promedio
Material
Torneado y barrenado Corte de desbaste Corte de acabado pies m. pies m. 45 )6 "55 %5 !5 "! 6! )%
3cero para maquinaria 3cero de herramienta recocido 7ierro colado 0gris1 (atn 0amarillo1 9ronce
#5 "#5 45
"' 84 )6
'5 ))5 "55
Roscas pies %! )5
m. "" #
)! #5 )!
6.! "' '
)8 #6 %5
(as +elocidades de corte de la tabla disminuyen, aproximadamente, en el !5: cuando se utilizan herramientas de acero al carbono. (a +elocidad de corte en pies o en metros por minuto, puede calcularse multiplicándole diámetro de la pieza en pulgadas 0o en milímetros1 por %."8 y por el n/mero de re+oluciones por minuto 0;P<1 y di+idiendo luego el producto por ") o por "555. v.c 0 p & min1
=
%."8 × D pies × RPM ")
v.c 0 m & min1
=
%."8 × D mm × RPM "555
Puesto que la +elocidad de corte se expresa para cada particular de material o pieza que deba tornearse, es necesario calcular la +elocidad apropiada del husillo para el diámetro de la pieza. (as ;P< pueden determinarse multiplicando la +elocidad de corte por ") y di+idiendo el producto por %."8 +eces el diámetro del trabajo en pulgadas. RPM
=
") × v.c. pies & min %."8 × D
RPM =
"555 × v.c. pies & min %."8 × D
*e utiliza la +elocidad del husillo más cercano posible a las ;P< calculadas. =n mtodo mas sencillo para calcular las re+oluciones por minuto 0 para determinar el n/mero aproximado de re+oluciones por minuto1, es multiplicar la +elocidad de corte en pies por 8 y di+idirla por el diámetro de la pieza en pulgadas. RPM aproximada s =
8 × v.c D
Vc
=
(a frmula utilizada en el laboratorio es
π ×
d × N
"555
0mm&min1
Vc = π × d × N
0m&min1, donde d es el diámetro de la pieza en giro y > es el n/mero de re+oluciones por minuto. e) Velocidad de avance (sistema métrico) El avance depende de la ri'ide de la piea $ de la forma en que est" su#eta la máquina/ la ri'ide $ la forma de la 5erramienta de corte $ la velocidad de corte! 4limentación es lo que avana la 5erramienta en cada revolución de la piea de traba#o! El avance se concibe como la anc5ura de la viruta metálica del corte! :or e#emplo/ si se emplea un avance de ;A
f) Tiempo de corte (sistema métrico)
t =
%a fórmula utiliada en el laboratorio es2 a2 avance/ en mil-metros! N2 n+mero de revoluciones por minuto!
Ejemplo
L a × N
/donde
$alcular el tiempo requerido para hacer un corte de acabado con a+ance de 5.5"5 mm., en una pieza de acero de máquina de )!5 mm de longitud por %5 mm. de diámetro. rpm =
t =
vc × %)5 D
=
%5 × %)5 %5
=
%)5
)!5 5." × %)5
⇒
t ? 6.' min
g)Características técnicas de líqidos refrigerantes
@urante arranque de +irutas, la energía alimentada debido al arranque de +irutas y la friccin entre el /til, la pieza a trabajar y la +iruta, se transforma en calor el cual queda absorbido por la pieza al trabajar, la +iruta y el /til. $on el fuerte calentamiento, la pieza a trabajar se dilata. >o se debe medirla en este estado porque podría ser demasiado pequeAa y, despus de enfriarse, resultaría entonces chatarra. Por la refrigeracin, este calentamiento puede ser mantenido en límites soportables. Btiles para tornear de acero para herramientas, pierden su dureza con temperaturas de encima de )55C$, tales de acero rápido la pierden con temperaturas de entre !55 y #55C$. 3l refrigerarlas, la carga de tales herramientas puede ser aumentada, sin que exista peligro de un ablandamiento. En casos determinados/ el efecto de lubriFcación de la cuota de aceite de una emulsión puede tener por resultado una me#ora de la superFcie de la piea a traba#ar $ un me#oramiento de la 5erramienta!
4l'unos e#emplos de lubricantes/ son2
!ceite Vacml ""#$ este aceite es uno de los tantos modelos de la serie acmul series de la empresa 1óvil/ está diseñado para satisfacer las necesidades de una amplia 'ama de funcionamientos acabados en la metalur'ia! Este aceite se puede traba#ar en diferentes tipos de materiales como lo son el acero/ aluminio $ cobre! Tambi"n es conveniente utiliarlo en el funcionamiento de los vestidos/ rumbos $ los e#es/ donde se requiere siempre una superFcie e&celente! Debido a la incorporación de aditivos de lubricación en el producto/ tambi"n puede usarse en el traba#o de materiales d+ctiles $ tambi"n el traba#o con metales amarillos! !ceite %olvac &'' !ceite %ltr*n +,- Chevron .lite,Ct !M Metal/or0ing 1lid (tipo sintético)$ ClasiFcación de servicio2 0ervicio mediano/ activo! Un aceite de corte versátil para propósitos 'enerales que con frecuencia es el aceite más práctico para talleres $ plantas de traba#o con sistemas centraliados de aceite de corte! Tambi"n se puede usar en aceros al carbono $ aceros de aleación! :roporciona el enfriamiento necesario para operaciones de maquinación li'era a moderadamente severa! :roporciona una e&celente vida +til de la 5erramienta $ acabados en operaciones tales como taladrado/ roscado/ perforado/ acepillado de en'rana#es $ torneado! Contiene aufre activo $ manc5ará el cobre $ el latón! unciones2 •
• • •
:roporciona un enfriamiento $ lubricación e&celentes en una amplia 'ama de operaciones de maquinación Evita la soldadura de la viruta $ la 5erramienta En#ua'a las virutas/ quitándolas del área de traba#o :rote'e las superFcies de traba#o acabadas/ las 5erramientas $ las máquinas de la 5errumbre $ el manc5ado Reduce de manera asombrosa la neblina de aceite en máquinas 5erramientas de alta velocidad
h) %egridad en el trabajo en torno
=n torno puede ser muy peligroso si no se maneja en forma apropiada, aun cuando est equipado con di+ersas protecciones. Es obligacin del operador obser+ar di+ersas medidas de seguridad y e+itar accidentes. *e debe tener conciencia de que conser+ar limpia y en orden la zona alrededor de una máquina ayudará en gran parte a la pre+encin de accidentes. Estas son algunas de las reglas de seguridad más importantes que deben obser+arse al manejar un torno a! =se siempre anteojos de seguridad al manejar cualquier máquina o una
máscara protectora. b! >unca intente manejar un torno hasta que est familiarizado con su funcionamiento. c! >unca use ropas holgadas ni tenga puestos anillos o relojes al manejar un torno 0stos pueden ser atrapados por las partes giratorias del torno y causar un gra+e accidente1. d! @etenga siempre el torno antes de realizar una medicin de cualquier tipo. e! =se siempre una brocha para quitar las +irutas 0no emplee la mano, tienen filo. Duitar las +irutas con la mano es una práctica peligrosa siempre debe usarse una brocha1. f! 3ntes de montar o quitar los accesorios, corte el suministro de potencia al motor. '! >o realice cortes profundos en piezas muy delgadas 0esto podría pro+ocar que la pieza se doblara y saliera +olando de la máquina1. 5! >o se incline sobre la máquina.
unca deje la lla+e del plato en ste 0si se arranca la máquina, la la+e saldrá +olando y es posible que hiera a alguien. @ejar una lla+e para plato en el mismo puede hacer que alguien reciba una herida peligrosa1.
2+3.T4V2% Con la elaboración de este traba#o se pretende proporcionar un conocimiento básico sobre los procesos de fabricación necesarios para el mecaniado de pieas cil-ndricas o esf"ricas! De este ob#etivo se desprenden otros ob#etivos secundarios2 • • •
IdentiFcar qu" procesos son los adecuados/ se'+n la piea a mecaniar! Conocer la aplicación de los procesos de fabricación estudiados en clase! :oder seleccionar $ aplicar la secuencia de mecaniado para una piea en especiFco 3piea de acero6!
