13. Proceso de torneado. Operaciones y geometría

Torneado •

Mecanizado de una pieza de revolución mediante dos movimientos, uno de rotación de la pieza y otro de avance de la herramienta.

•

Las piezas de revolución pueden tener superficies no cilíndricas

•

El número de piezas de revolución suponen casi el 50% del total de piezas producidas. tiempo mecanizado taladrado 15%

nº operaciones

rectificado y otros 25%

taladrado 12%

rectificado y otros 33%

fresado 25%

fresado 20% torneado 40%

torneado 30%

Magnitudes de la sección de corte en torneado •

Operación de torneado. – Magnitudes de mecanizado: avance f profundidad ap – Sección de corte: espesor de viruta h1 ancho de corte b

Torno paralelo

Geometría de la herramienta de tornear I •

Planos para la medida de ángulos de la herramienta – Plano de referencia: Pr •

Pr ┴ V

– Plano de supuesto de trabajo: Pf •

a ⊂ Pf y Pf ┴ Pr

– Plano de retroceso: Pp •

Pp ┴ Pr y Pp ┴ Pf

– Plano del filo: Ps

• filo ⊂ Ps y Ps ┴ Pr

– Plano ortogonal: Po

• Po ┴ Pr y Po ┴ Ps

– Plano normal: Pn • Pn ┴ filo

Geometría de la herramienta de tornear II •

Ángulos de la herramienta de torneado

Mecanizado de una pieza de revolución •

El mecanizado de una pieza de revolución se descompone en una serie de operaciones básicas distintas.

Operaciones básicas •

Torneado exterior • Cilindrado • Refrentado • Perfilado (Contorneado)

•

Herramientas para torneado exterior Torneado exterior

Operaciones de torneado •

Torneado interior • Mandrinado

•

Herramientas para torneado interior

Torneado interno

Operaciones de torneado •

Ranurado • Ranurado radial • Ranurado axial • Tronzado

•

Operaciones de ranurado

•

Operaciones con herramientas de ranurado

Roscado I •

Tipos de roscas

Uso general para todos los segmentos de la industria de ingeniería UN ISO

Roscas para la industria aeroespacial MJ UNJ

•

Ajuste y acoplamiento de tuberías en conductos de gas, agua y alcantarillado Whitworth NPT

Roscas de tuberías para líneas de vapor, gas y agua BSPT NPTF

Roscas de tornillo trapezoidal para transmisión de movimientos ISO Trapezoidal / DIN 103 ACME STUB-ACME

Defectos en las roscas

Acoplamiento de tuberías en industrias de productos alimenticios y de protección contra incendios Redonda DIN 405

Petróleo y gás API API BUT VAM

Roscado II •

Operación de roscado interior y exterior

•

Penetración radial • • • • •

•

Más común Formación de viruta suave Pasos finos Desgaste uniforme Vibraciones

Penetración en flanco • Grandes pasos • Roscado interior • Mejor control de la viruta

•

Penetración incremental • Grandes perfiles • Menor desgaste y más uniforme • Programa especial de CN

Herramientas para roscar I •

Tipos de plaquitas de roscar: – Monofilo de perfil completo • Asegura diámetros inferior y superior de la rosca • No provoca rebabas • Una plaquita distinta para cada paso y perfil

– Monofilo de perfil en V • Se parte de diámetros exteriores o interiores torneados con la precisión adecuada • Una misma plaquita para una gama de pasos • Menor inventario

– Multifilo • Menos pasadas: mayor duración y mayor productividad • Condiciones estables de mecanizado (mayor carga) • Disponibles solo para algunos pasos y perfiles

Herramientas para roscar II •

Geometría de las plaquitas de roscar – Coordenadas para cálculo de las trayectorias en control numérico

Denominación de la plaquitas Plaquitas para torneado general

Influencia del ángulo de posición I •

El ángulo de posición efectivo depende de la dirección del movimiento de de la herramienta – Cilindrado y refrentado

– Contorneado / perfilado

– Mayor versatilidad de la herramienta, puede sustituir el trabajo de varias

Influencia del ángulo de posición II El ángulo de posición es esencial para la selección de la forma básica de la herramienta. – Dirección de las fuerzas • Las componentes de las fuerzas varían según la orientación del filo

– Longitud del filo • Mayor longitud de contacto del filo con la pieza (b) para las mismas condiciones de corte, da lugar a una distribución más reducida de las tensiones en el filo b

Incremento de tensión

•

2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 30

45

60

75

90

105

Ángulo de posición

Influencia del ángulo de posición III – Formación de la viruta Variación del espesor

• Espesores pequeños dan lugar a una mayor tendencia al corte discontinuo 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 30

45

60

75

90

105

Ángulo de posición

– Fuerzas de corte Factor variación de la fuerza

• Espesores más pequeños dan lugar a fuerzas más altas 5 4 3 2 1 0 0

0,1

0,2

Espesor de viruta

0,3

0,4

Influencia del ángulo de posición IV – Desgaste de la herramienta • Menores tensiones en el filo dan lugar a menores desgastes

– Modo de entrada del filo en la pieza • Con herramientas muy duras (frágiles) la entrada en la pieza puede originar la rotura de la plaquita

Influencia ángulo de posición secundario •

En las operaciones de perfilado o ranurado el ángulo de posición secundario limita la aplicación de la herramienta.

Influencia del ángulo de punta Ángulo de punta εr

– Robustez • El avance debe corregirse para que las fuerzas de corte sean distintas y acordes con la resistencia de la punta

Corrección avance

1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 30

45

60 Ángulo de punta

75

90

Influencia del ángulo de punta – –

Tendencia vibraciones Accesibilidad •

Capacidad para realizar operaciones de geometrías diferentes

Mayor robustez Mayor vibración

Mayor accesibilidad Menor potencia

Tamaño de la plaquita •

Tamaño de la plaquita Limita la profundidad

Radio de punta I Radio de punta –

El acabado superficial mejora si se incrementa el radio de punta

–

Con radios mayores y para un mismo acabado superficial es posible mecanizar más rápido 7,0 6,0 Rugosidad Ra

•

5,0 4,0

r=0,4

3,0

r=1,2

2,0 1,0 0,0 0

0,1

0,2 Ava nce

0,3

0,4

Radio de punta II – Tendencia vibraciones • Las vibración pueden aumentar con el aumento del radio de punta

Tendencia Reducciónvibración avance

1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

Radio de Radio de punta punta

– Mayor fuerza radial

– Mayor resistencia al desgaste, mejor evacuación del calor

Radio de punta III – Mayor radio proporciona una mayor resistencia al desgaste y una mejor evacuación del calor

Geometría de la plaquita I •

Geometría – Redondeo del filo mejora su robustez

Geometría de la plaquita II – Formación viruta

Torno paralelo contol numérico