MAQUINAS HERRAMIENTAS – TORNOS Son máquinas que permiten la transformación de un sólido indefinido, haciéndolo girar alrededor de su eje y arrancándole periféricamente material, a fin de transformarlo en una pieza bien definida, en forma y dimensiones; esta operación se llama torneado. El sólido a trabajar se fija sobre la parte giratoria de la máquina (plato), mientras que la herramienta se fija en la parte móvil de traslación longitudinal y transversal (carro). El cabezal proporciona al plato el movimiento principal de rotación; los carros asumen el movimiento de avance y traslación. Con el torneado se pueden obtener principalmente, superficies: • Cilíndricas • Planas • Cónicas • Esféricas • Perfiladas • Roscadas A fin de satisfacer las numerosas necesidades, existe un amplio surtido de tornos que difieren entre sí por las dimensiones, características, forma constructiva, etc. La elección del tipo de torno adecuado para el desarrollo de una determinada fabricación deberá hacerse basándose en los siguientes factores: • Dimensiones de las piezas a producir • Forma de las mismas • Cantidad a producir • Grado de precisión requerido

CLASIFICACION de los TORNOS La variedad de los trabajos y la conveniencia de disponer de máquinas aptas para cada tipo de operaciones, indujo a idear y realizar varios tipos de tornos. Entre ellos, los principales son: • • • • • • •

Tornos paralelos monopoleas, con caja de velocidades Tornos revólver, para trabajos en serie Tornos frontales, para piezas de grandes dimensiones y de poco espesor Tornos verticales, para piezas pesadas y de gran espesor Tornos semiautomáticos y automáticos, para trabajos de producción Tornos copiadores, que reproducen la forma de una pieza Tornos de control numérico, para producción baja y mediana

El torno paralelo, es la máquina más usada frecuentemente. En la figura observamos las partes principales.

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Bibliografía: Máquinas Herramientas Modernas (Ing. Mario Rossi) El Taller de Torneado (Francisco Berra)

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BANCADA Es una pieza compacta de fundición que lleva en su parte superior y en toda su longitud las guías que alinean el cabezal, el carro portaherramientas, y la contrapunta. Las guías constituyen la parte más delicada de la bancada, que generalmente son prismáticas, ya que tienen la ventaja de impedir los desplazamientos laterales del carro y garantizar la perfecta alineación de los elementos nombrados. En la figura observamos un sistema de guías prismáticas de un torno paralelo.

En la bancada se deja un escote en el cual se coloca un bloque desmontable (puente), que tiene por objeto de permitir tornear elementos de mayor diámetro respecto al que permiten las guías.

CABEZAL Va montado sobre la bancada, a la izquierda del operario que trabaja el torno; comprende el husillo, el cual tiene por objeto sostener al plato e imprimirle el movimiento principal de rotación. Existen cabezales que contienen directamente distintos pares de engranajes convenientemente combinados, que permiten un cambio de velocidades mediante palancas exteriores; también el cabezal puede recibir el movimiento de una caja de velocidades separada, dispuesta debajo. En la siguiente figura observamos un cabezal de un torno paralelo.

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CARRO LONGITUDINAL Es el carro que se desplaza longitudinalmente sobre la bancada del torno, e imprime el movimiento de avance de la herramienta. Para obtener los avances manuales o automáticos del carro longitudinal, se encuentra fijado al carro longitudinal una caja de engranajes denominada delantal del torno. En las siguientes figuras observamos secciones transversales del delantal de un torno paralelo.

CARRO TRANSVERSAL Este carro se desplaza sobre el carro longitudinal, transversalmente a la bancada, e imprime el movimiento de avance manual o automático de la herramienta. En la siguiente figura se observa en sección el carro transversal de un torno paralelo.

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CARRO PORTAHERRAMIENTAS Este carro conocido también como charriot puede deslizarse sobre guías independientes, y moverse según una línea oblicua, o sea como resultante de los movimientos longitudinal y transversal. Los desplazamientos oblicuos, admiten sólo el mando manual. En la siguiente figura se observa en sección el carro portaherramientas o charriot de un torno paralelo.

CONTRAPUNTA Viene montada sobre las guías de la bancada y tiene la función de sostener las piezas que giran. Puede desplazarse a lo largo de la bancada y fijarse en la posición más conveniente con relación a la pieza a tornear. En la figura se observa en sección una contrapunta de un torno paralelo.

Cabe destacar que otra función muy importante de la contrapunta es tomar herramientas para realizar operaciones de mecanizado como agujereado, escareado, etc. Máquinas Herramientas – Tornos

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CAJA de VELOCIDADES de AVANCE – NORTON Los movimientos automáticos en el torno paralelo son especialmente, los del carro longitudinal y del carro transversal, por medio de la barra de avance y el tornillo patrón. La caja de velocidades de los avances, se halla situada en el lado izquierdo del torno y tiene por objeto comunicar el movimiento del árbol del cabezal al tornillo patrón y a la barra de cilindrar, imprimiendo a esta última un número de revoluciones variables a voluntad mediante la inserción de uno de los distintos juegos de engranajes predispuestos en serie en la caja de cambios.

Los juegos de ruedas para obtener los avances pueden ser completamente independientes de los de roscar, si bien se hallan dentro de la misma caja. Sin embargo, los juegos de ruedas para el roscado pueden entrar en relación directa con uno o dos pares de engranajes exteriores intercambiables en la lira o guitarra que comunican al tornillo patrón una rotación tal que hace avanzar el carro portaherramientas con un paso determinado.

El movimiento lo recibe el eje de entrada a la caja, a través del tren de engranajes de la lira; por medio de la palanca caja de avances se puede seleccionar tres posiciones (A – B – C), obteniendo tres velocidades en el eje conducido. De acuerdo a la posición de la palanca Norton se tendrá ocho posiciones más, es decir un total de veinticuatro velocidades de avances a la salida de la caja. Por la posición de la palanca acoplamiento se transmite a la barra de cilindrar o al tornillo patrón. Cambiando el tren de engranajes de la lira obtenemos otras velocidades de avances. Las cajas de velocidades en los tornos modernos, permiten la ejecución de todos los principales pasos de rosca en milímetros, pulgadas, de módulo y diametral pitch, maniobrando simplemente las palancas exteriores. Máquinas Herramientas – Tornos

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SELECCIÓN de PASOS y AVANCES

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INVERSOR de MARCHA Desde el eje principal, el movimiento de rotación se transmite a la caja de avances por medio del inversor de marcha.

En la posición indicada en la primera figura, el movimiento queda interrumpido. Si tomamos la manija M, respectivamente las posiciones A ó B, el juego de engranajes 4 – d – c – b girará en uno o en otro sentido, y por consiguiente, el carro longitudinal se desplazará hacia la izquierda o hacia la derecha. El objeto del inversor de marcha es hacer que el carro longitudinal avance de derecha a izquierdo o de izquierda a derecha, o el carro transversal desde afuera hacia el eje de la máquina o contrariamente. Para mantener la eficiencia y precisión de los tornos, observar especialmente las siguientes normas: • • • •

Usar el tornillo patrón sólo para roscar, y mantenerlo limpio. El eventual juego de este tornillo y de la barra de cilindrar, se corrige regulando los dos anillos roscados que se encuentran en la parte derecha, cerca del soporte Cuando haya que colocar los engranajes de transmisión en la lira, recordar, los engranajes intermedios invierten el sentido de rotación; y los engranajes deben acoplarse sin juego y sin esfuerzo. No se engrane ni se invierta la marcha del inversor, ni los cambios con la caja Norton y la de avances cuando el torno está en movimiento.

TOPE de BARRA de CILINDRAR El tope de barra es un mecanismo que permite parar el carro longitudinal en forma rápida y segura, mediante la separación de un acoplamiento dentado que arrastra a la barra produciendo de esta manera el frenado del carro, en el punto prefijado para la terminación de la pasada. Este sistema es de suma utilidad para la realización en serie de piezas, en las que se tenga que efectuar rebajes de igual longitud.

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CIRCUITOS de LUBRICACIÓN y REFRIGERACIÓN Están constituidos esencialmente por una electrobomba que aspira el lubricante de un recipiente y lo envía a través de un tubo hasta la herramienta en contacto con el material. El fluido, una vez realizado su cometido, vuelve al recipiente pasando a través de un filtro. La electrobomba lo aspira nuevamente y lo pone en recirculación, cumpliendo así un ciclo cerrado. Los fluidos de corte, se destacan los solubles y los de corte integrales. Los aceites solubles se emplean en emulsión acuosa. Las emulsiones son generalmente de aspecto lechoso. En estos aceites, el efecto refrigerante tiene mayor importancia que el efecto lubricante. Los aceites de corte integrales, son lubricantes con aditivos, preparados especialmente para su empleo como lubricantes y refrigerantes, en el trabajo de corte de las máquinas herramientas. Se diferencia de los aceites solubles en que se emplean puros, tal como se fabrican, sin adicionarles producto alguno, ni siquiera agua. El principal efecto de los aceites de corte es la lubricación, aunque también tiene propiedades refrigerantes, si se emplean en cantidad adecuada. Otro fluido de corte es el kerosén, especialmente utilizado para cuando se mecaniza aluminio.

MONTAJE de HERRAMIENTAS La correcta colocación de las herramientas en el torno exige ciertas precauciones, a fin de evitar el prematuro deterioro del filo cortante, y prevenir los posibles accidentes. Las principales medidas de precaución, son las siguientes: •

Elegir la herramienta más apta para cada trabajo, y cerciorarse del perfecto estado del filo cortante.

•

De acuerdo con el número de piezas a maquinar, elíjase el sistema de bloqueo de la herramienta.

•

Colocar la herramienta en su asiento, que debe estar limpio; asegurarse de que la cabeza cortante no sobresalga del soporte sino lo necesario, y fijarla ligeramente.

•

Controlar la exacta posición en ambos sentidos, filo cortante en el centro, y ángulo de trabajo adecuado, y bloquear rígidamente.

Los dispositivos o soportes para fijar la herramienta al charriot, pueden ser simples, para una sola herramienta, o múltiples, para varias herramientas. Para trabajos muy variados, no de serie, se prefieren los soportes simples, con brida y tornillo de ajuste, tal vez ya casi no utilizado. Para trabajos aun de pequeñas series, son muy empleadas las torres cuadradas, con posibilidad de colocar hasta cuatro herramientas, que se ponen en acción mediante un giro de 90º. En este caso, para que las herramientas tomen siempre la misma posición, se coloca un perno con resorte, que entra sucesivamente en cuatro agujeros de la torre. Más práctica son las torres con portaherramientas intercambiables, formada por un cuerpo central y varios portaherramientas, que se pueden sujetar en tres caras de la torre, y registrarse una sola vez perfectamente en altura.

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La punta del filo cortante debe coincidir con el centro de la pieza para tornear. Para colocar la herramienta a la altura necesaria, se procura que el filo corresponda al vértice de la punta fija del torno, o se controla con calibre fijo de altura. Los portaherramientas tienen por objeto aprovechar mejor el material para herramientas, al hacer independiente el cuerpo de estas últimas, pues se inserta una barrita pequeña de acero rápido, en uno de acero común. En la figura observamos algunos de estos portaherramientas.

Para la colocación de las herramientas en el torno, hay que tener en cuenta las siguientes normas: •

La herramienta debe apoyarse con toda su base sobre el portaherramientas. Espesores parciales pueden quebrar la herramienta.

•

No se aprietan los tornillos de bloqueo directamente sobre la herramienta, sino sobre un espesor.

MONTAJE de PIEZAS en el TORNO El tiempo que se invierte en el montaje de las piezas sobre el torno, o en cualquier máquina, es considerado tiempo muerto o perdido; esto es, tiempo en que la máquina está detenida y no produce. De aquí la necesidad de conocer bien las operaciones de montaje, a fin de realizarlas con rapidez, seguridad y precisión. Los talleres bien organizados, están dotados de una sección de preparación del trabajo, donde se cumplen las siguientes operaciones: •

Se seleccionan y prueban los materiales para mecanizar, según las exigencias y la importancia de las piezas.

•

Se cortan a medida las piezas de las barras laminadas o trefiladas.

•

Se verifica si las piezas cortadas están derechas; en caso contrario se enderezan con prensas.

•

Se limpian las piezas de fundición, pues la arena de moldeo o el grafito que a veces van adheridos a ellas, son causa del prematuro desgaste de la herramienta.

•

Se preparan con anticipación los montajes, escuadras, equipos, contrapesos, herramientas, calibres, etc., que necesite el trabajo, a fin de reducir al mínimo el tiempo muerto.

ACCESORIOS para el TORNO Los accesorios más comunes en los tornos paralelos son: • • • • • • • •

Plato Universal Autocentrante Plato de mordazas independientes Plato liso Plato de arrastre Brida de arrastre Punta fija y giratoria Luneta fija Luneta móvil

PLATO UNIVERSAL AUTOCENTRANTE Máquinas Herramientas – Tornos

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Este accesorio se emplea para sujetar las piezas a ser mecanizadas. Pueden ser de dos, tres o cuatro mordazas autocentrantes, el de dos mordazas se utiliza para tomar tubos cilíndricos, el de tres mordazas para tomar piezas cilíndricas y exagonales, y los de cuatro mordazas para piezas cilíndricas y cuadradas. En la figura observamos un plato universal autocentrante de tres mordazas.

Hay platos universales de cuatro mordazas autocentrantes e independientes, que se emplean para tomar piezas irregulares, en la figura se observa uno de ellos.

PLATO de MORDAZAS INDEPENDIENTES Estos platos se utilizan para la sujeción de elementos de forma irregular. Generalmente se construyen de cuatro mordazas, cada una de las cuales es accionada independientemente por medio de un tornillo asentado en la misma mordaza. El montaje en el torno se efectúa enroscándolo al extremo del husillo. El centrado de la pieza se realiza gradualmente, de la siguiente manera: Máquinas Herramientas – Tornos

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• • • • • •

Apretar ligeramente la pieza entre las mordazas; y si la pieza tiene centro, aprovechar la contrapunta, para facilitar la operación. Hacer girar el plato, y marcar con tiza la parte descentrada. Aflojar el tornillo de la mordaza opuesta a la marca; y apretar el tornillo que corresponde a la marca de tiza. Operando siempre con dos mordazas opuestas, repetir la maniobra con el otro juego de mordazas, hasta obtener el centrado. Para obtener un centrado más preciso, en vez de marcar con tiza, se arrima a la pieza en rotación la punta del gramil, colocad a la altura de las puntas del torno. Las piezas ya trabajadas, se centran con el reloj comparador.

En la figura observamos un plato de mordazas independiente.

Otro tipo de plato de cuatro mordazas independientes más robusto, es el indicado en la figura.

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PLATO LISO El plato liso es igual al de mordazas independientes, el mismo no posee mordazas, presenta diversas ranuras y agujeros, y se sujeta la pieza por medio de tornillos, grampas, bridas, escuadras, etc.

PLATO de ARRASTRE Es un plato sencillo, que lleva un perno fijo o una ranura, que tiene la misión de servir de apoyo al mango de la brida, a fin de proporcionarle su giro juntamente con la pieza a tornear. Esta última va situada entre el punto y la contrapunta.

BRIDA de ARRASTRE Es un accesorio especial que se aplica en el extremo de una pieza para determinar su sujeción y giro durante el torneado; en la figura la observamos.

PUNTAS Las puntas pueden ser fijas o giratorias. Su colocación en el husillo del cabezal o en el de la contrapunta, se efectúa con un leve golpe de martillo de plástico, debe ser precedida por una cuidadosa limpieza, y seguida por el control del centrado. En las figuras observamos distintos tipos de puntas.

Para quitar la punta del cabezal, basta un leve golpe en la parte anterior con una varilla introducida en el husillo del cabezal; y para la de la contrapunta, es suficiente la rotación del volante. Máquinas Herramientas – Tornos

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LUNETAS Es un soporte auxiliar que tiene por objeto sostener elementos muy largos, aplicables en las operaciones de torneado. Se colocan entre el plato y la contrapunta. De este modo se eliminan las vibraciones que se producirían por la presión de la herramienta durante el arranque del material. Existen lunetas fijas y móviles; la primera se monta sobre la bancada, y la segunda sobre el carro, por lo que se mueve con éste. En ambos casos, los patines, en número de tres, se apoyan sobre la superficie de la pieza en rotación, y pueden regularse para distintos diámetros de modo que originen sólo un ligero roce. En la siguiente figura observamos una luneta fija.

MÉTODOS de TRABAJO Los métodos de trabajo en el torno, pueden ser: • • • •

Entre puntas. En el aire, con plato universal, con boquillas, con plato de cuatro mordazas o con plato liso. Entre plato y punta. Entre plato y luneta fija.

En el torno paralelo pueden desarrollarse todos los trabajos de pequeña o mediana serie de elementos obtenidos directamente de barra, o previamente estampados o fundidos. Para el torneado en voladizo, no se requiere ninguna preparación previa de la pieza, mientras que para la colocación entre plato y punta, y entre puntas, es necesario hacer centros en los extremos de la pieza antes de colocarla. El montaje entre puntas es el más sencillo, y se emplea para piezas más bien largas, que deberán tener en las dos extremidades un agujero cónico, destinado a servir de asiento a la punta fija o giratoria. Se deben ejecutar correctamente los centros de apoyo con una broca especial, que efectúa un agujero cilíndrico de desahogo, la parte cónica para el asiento, y a veces, también, la protección del centro.

En las siguientes figuras observamos distintos métodos de trabajo y de sujeción de piezas. Máquinas Herramientas – Tornos

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Con el torno paralelo se pueden realizar numerosas operaciones, entre ellas el torneado cónico, que puede ser exterior con inclinación del charriot o desplazamiento transversal de la contrapunta, o interior con inclinación del carro portaherramientas, estos métodos se observan en las figuras.

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Otras de las operaciones que se pueden realizar en el torno son el moleteado, que se efectúa mediante dos rodillos, en cuyas superficies tienen un estriado recto o inclinado. El roscado, que se obtiene accionando el tornillo patrón en sincronismo con el movimiento de rotación principal. Y el torneado de forma con herramienta de forma. En la figura observamos algunas de estas operaciones.

CONOCIMIENTOS BASICOS para OPERAR el TORNO El operario que trabaja en torno debe conocer: •

Las funciones de todas las palancas, manijas, botones, etc., en las posiciones respectivas de movimiento y de parada.

•

El sentido de desplazamiento de los carros, en relación con los volantes.

•

Las normas de mantenimiento y seguridad.

•

La tecnología mecánica general, y en particular la del torno.

•

Los métodos de medición y de control.

•

Elegir las velocidades de trabajo y los avances más convenientes.

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•

Interpretar correctamente los planos o croquis de mecanizado, y los ciclos de trabajo.

El orden facilita el trabajo, ahorra tiempo, y conserva los utilajes e instrumentos de medición, por lo tanto: •

Destine un sitio determinado para cada elemento, a fin de tenerlo a mano cuando lo necesite.

•

Cuando ha terminado de usar una herramienta, colóquela siempre en su lugar, y no la deje abandonada en cualquier parte.

•

Evite poner piezas o herramientas de trabajo sobre la bancada o la cubierta protectora del torno.

•

Tenga bien ordenadas las piezas que se han de tornear, especialmente, las ya mecanizadas, y evítense los golpes.

La limpieza de la máquina es fundamental, todos los días deben limpiarse las partes más delicadas de la máquina, guías, carros, platos, etc.; y además: •

Una vez por semana procédase a una limpieza especial de todas las piezas del torno; no sólo de las que están a la vista, sino también de la interiores.

•

Hágase lo propio cada vez que ocurra una necesidad especial, como cuando se inicia un trabajo nuevo.

•

Después de sacar las virutas y el polvo con un cepillo o pincel o trapo, viértase sobre las guías unas gotas de aceite, frótese con un trapo limpio, y engrásense cuidadosamente.

Salvo que las instrucciones indiquen otra cosa, todas las partes móviles deben ser lubricadas, al menos, una vez por día; generalmente, después de la limpieza de la máquina, o al comenzar el trabajo.

ANALISIS del TRABAJO Antes de comenzar un trabajo en el torno, se efectuarán las siguientes operaciones: •

En primer lugar, se examina el plano o croquis de la pieza a mecanizar, que indica la forma y características de la misma, y además, las medidas, las eventuales sobremedidas, los tratamientos térmicos, las tolerancias de trabajo, etc. El plano deberá acompañarse con el diagrama de operaciones o ciclo de trabajo.

•

Luego de examinado el diagrama de operaciones, se controlan las medidas y la forma del material en bruto, a fin de comprobar si es suficiente para obtener la pieza mecanizada.

•

Preparar con anticipación las velocidades y avances indicados, o los más convenientes, buscar los instrumentos de control y las herramientas de trabajo.

NORMAS de SEGURIDAD para el TORNEADO El torno no es Proxy una máquina peligrosa, pero, como cualquier otra, podría serlo para los negligentes y distraídos. Los accidentes de trabajo se evitan adoptando los medios preventivos de seguridad, y más, todavía, merced al orden, el cuidado y la atención del que lo opera, pues casi todos los accidentes dependen del factor humano. Por lo tanto esmérense los operarios en practicar las normas generales y particulares siguientes: •

Mantener limpio, sin estorbos ni manchas de aceite, el piso alrededor de la máquina.

•

No distraerse, ni distraer a los compañeros de trabajo sin verdadera necesidad.

•

Realizar todo movimiento con calma, tranquilidad y prudencia.

•

No modificar la posición de los elementos de protección que posee la máquina para la seguridad personal, ni mucho menos quitarlos de su sitio.

•

No limpiar con trapos, cepillos, etc., ni lubricar la máquina en movimiento.

•

Utilizar los elementos de protección personal, como anteojos y zapatos de seguridad, etc.

•

No efectuar maniobras para las cuales no se tiene competencia, o que no han sido ordenadas por el instructor.

•

Asegurarse de que la luz esté bien orientada.

•

No llevar ropa demasiado holgada, larga o desgarrada, ni tampoco bufandas, corbatas, cadenitas, etc.

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•

No tocarse los ojos con las manos sucias, ni con objetos.

•

Usar guantes de tela, cuero o amianto, cuando se manipulan piezas puntiagudas o con rebabas o calientes.

•

Abrochar siempre las mangas de la ropa de trabajo.

•

No quitar la viruta con la mano, sino con el gancho preparado para ello.

•

Al limar en el torno, empúñese el mango de la lima con la mano izquierda.

•

No tomar la pieza con la mano cuando se está trabajando el material.

•

No tocar distraídamente las manijas o palancas que pueden poner en marcha el torno, aun sin proponérselo.

•

Durante el trabajo, el operario debe mantener una posición correcta, sin apoyar el cuerpo o los codos sobre el torno y los carros.

•

No dejar la llave colocada en el plato, después de haber bloqueado la pieza.

•

No dejar trapos u otros objetos en lugar donde puedan ser arrollados por los órganos del torno en rotación.

•

En caso de interrupción de la corriente eléctrica, no olvidarse de colocar las palancas en posición de parada.

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