Montaje de Piezas en el Torno
Se monta la pieza a mecanizar en la máquina, de tal forma que recibe el movimiento de corte de los sistemas de transmisión. Según lo que se quiera hacer, se montará con alguno de los siguientes sistemas de montaje:
- Al aire: plato universal, plato plano, plato neumático o pinzas neumáticas.
- Entre puntos: directo o mandril.
- Mixto: entre plato y punto o lunetas.
Montaje al Aire
Para piezas de corta longitud (se trabaja en exterior o interior). Se sujetan por un extremo mediante el plato, que podrá ser universal, de garras independientes o plano. También es usual en piezas de accionamiento.
Se montan en plato universal las piezas de revolución concéntricas. Se centra con las tres garras que se cierran al actuar sobre cualquiera de las tres cabezas. Las piezas de sección cuadrada se montan con plato de cuatro garras. Disponen de dos juegos de garras: para pequeño diámetro y para grandes diámetros. En el cambio de estas, es imprescindible que se monten en orden. Antes de poner la pieza, hay que comprobar que todas las garras llegan hasta el centro a la vez.
Montaje en Plato de Garras Independientes
Para piezas cortas con forma irregular o excéntrica. Dispone de cuatro garras que se accionan independientemente.
Montaje en Plato Plano
Para piezas con formas irregulares que no son posibles de montar en el plato universal ni en el de garras independientes. Se pueden montar directamente sobre el plato, amarrándolas con bridas. Es conveniente equilibrar el plato con un contrapeso para evitar vibraciones. Es imprescindible marcar la pieza para el mecanizado.
Montaje en Plato Neumático
Con válvulas de pedal. Para trabajos en serie con mecanizados de corta duración.
Montaje en Pinzas de Accionamiento Neumático
Para el mecanizado de piezas de pequeño diámetro y en trabajos en serie. El cuerpo se cierra al ser presionado sobre la superficie cónica interior de su alojamiento.
Montaje entre Puntos
Para mecanizar exteriores de superficies de revolución que exigen mayor grado de conicidad, y en piezas que, por su longitud en relación con su diámetro, no se pueden montar al aire. Requiere previamente de torneado y mecanizado en cada extremo de la pieza de los taladros de centrado y, posteriormente, el montaje de la pieza en el torno. El trazado de los centros solo es necesario en piezas excéntricas o de grandes diámetros. Se efectúa con broca de centrar el mecanizado de los centros, cuya punta está conformada para fabricar un taladro cónico para recibir el punto.
Es importante evitar los siguientes errores comunes durante el mecanizado de los centros:
- Taladro demasiado profundo.
- Taladro poco profundo.
- Centros desalineados por no alinear la broca con el centro.
Pasos para el Montaje entre Puntos
Paso 1:
Antes de montar la pieza entre puntos, colocar un punto en el cono Morse del eje principal y encajar con el contrapunto del contracabezal, comprobando que se encuentran coaxiales uno frente al otro. Si no es así, se corregirá la posición del contrapunto actuando sobre los tornillos de bloqueo.
Paso 2:
Ajustar la pieza entre los puntos actuando sobre el husillo del contrapunto. Tener la precaución de que el eje del contracabezal sobresalga lo menos posible. Luego, se bloquea el eje del contrapunto para que la pieza no pueda vibrar y soltarse.
Paso 3:
Colocar la pieza con el perrillo de arrastre. La pieza a mecanizar se coloca en el interior y se ajusta con el tornillo de bloqueo; la palanca de arrastre se sujeta sobre el plato del torno de forma que el movimiento del husillo principal se transmita a la pieza.
Montaje con Mandriles
Para el mecanizado de exteriores de piezas huecas.
Mandriles Fijos
Se configuran a partir de un eje ligeramente cónico que se introduce en el interior de la pieza a mecanizar hasta que quede encajada en él, asegurando su posición con una tuerca de bloqueo.
Mandriles Extensibles
Formados por un eje cónico sobre el que se ajusta un manguito con ranuras longitudinales, dispuestos de tal forma que le proporcionan gran elasticidad. La pieza quedará aprisionada gracias a la expansión por el efecto de la presión que ejercerá la superficie cónica.
Montaje Mixto
Consiste en sujetar las piezas en las garras del plato y, por su extremo libre, en el punto del contracabezal. Se utiliza para aquellas piezas que sobresalgan de las garras del plato una longitud superior al diámetro de la pieza. Su inconveniente es que solo permite mecanizar la parte exterior de la pieza.
Herramientas de Corte para el Torneado
Son de corte único, ya que el arranque del material lo produce una sola arista o filo cortante. La forma básica es la de una cuña. Deben ser de un material de gran dureza con el fin de cortar y arrancar viruta sin que sufran deterioro. Además de acero rápido, se utilizan otros materiales, principalmente los metales duros (carburos metálicos) aglomerados con cobalto (que posee gran dureza y gran poder cortante).
Aristas, Caras y Ángulos de las Cuchillas de Torno
Partes Fundamentales de una Cuchilla
En el extremo de la herramienta, convenientemente afilado y listo para arrancar la viruta, se distinguen las siguientes partes:
- Plano de referencia (1): Base de apoyo, descansa en el soporte de la máquina.
- Arista principal de corte (2): Arista cortante de la herramienta. Ha de estar perfectamente afilada, sin muescas o deterioros.
- Cara de corte o de desprendimiento (3): Sobre la que resbala la viruta una vez cortada. Debe estar finamente acabada para disminuir el rozamiento entre la viruta y la cuchilla.
- Cara de incidencia principal (4): Cara que tiende a rozar contra la pieza; también debe estar finamente mecanizada.
- Cara de incidencia secundaria (5): Cara libre de la parte activa de la herramienta.
Ángulos Característicos de una Cuchilla
La capacidad de corte y la durabilidad de la herramienta dependen de una correcta geometría de sus ángulos. Esta condición se logra afilando la cara de corte con un ángulo de desprendimiento (γ o C) y la cara de incidencia con un ángulo de incidencia (α o A). De esta forma, el filo de la cuchilla quedará con un ángulo de filo (β o D). La suma de estos ángulos es: A + D + C = 90º (para herramientas de caña recta y sección cuadrada o rectangular, montadas perpendicularmente al eje de la pieza y con ángulo de posición del filo principal κr = 90º).
Cuanto mayor es el ángulo de desprendimiento (C o γ), mejor se deslizará la viruta sobre la cara de corte y menor calor se producirá por rozamiento. Sin embargo, cuanto mayor sea C, menor será el ángulo de filo (D o β) y más difícilmente se evacuará el calor que pasa a la punta de la herramienta. Por esta razón, se adoptaron para el ángulo C valores experimentales que, en la práctica, han dado buenos resultados.
El ángulo de incidencia (A o α) ha de ser tanto mayor cuanto más rápido sea el movimiento de avance de la cuchilla. Con ángulos de desprendimiento positivos, la presión ejercida por la viruta se localiza directamente sobre la punta de la herramienta. Para fuertes desbastes a grandes velocidades de corte, se adopta un ángulo de desprendimiento negativo, dando lugar a que la presión ejercida por la viruta tenga una dirección hacia el interior de la cara de corte para evitar la rotura de la punta de la cuchilla.
Estandarización de las Cuchillas de Torno
1. Clasificación según la Dirección de Avance de la Herramienta
- Corte derecho (R): Herramientas que avanzan de derecha a izquierda.
- Corte izquierdo (L): Herramientas que avanzan de izquierda a derecha.
2. Clasificación según la Forma del Vástago de la Herramienta
- Vástago recto: Se observa un eje recto.
- Vástago acodado: Se observa que su eje se dobla hacia la derecha o la izquierda cerca de la parte cortante.
3. Clasificación según la Aplicación de la Herramienta
- Para cilindrado: La pieza se rebaja longitudinalmente para generar formas cilíndricas.
- Para refrentado: Para conseguir que el extremo de la pieza quede a 90º respecto del eje de simetría.
- Para torneado cónico: Para crear formas cónicas.
- Para roscado: Para fabricar una ranura helicoidal en forma de rosca.
- Para mandrinado: Se rebaja el interior de un orificio para lograr medidas muy precisas.
- Para ranurar y tronzar: La herramienta se desplaza radialmente de afuera hacia adentro de la pieza para realizar un corte de ancho constante hasta un determinado diámetro (ranurado), mientras que un corte profundo corta totalmente el cilindro (tronzado).
- Para torneado interior: La herramienta puede fabricar formas interiores.
- Herramientas de formas especiales: Utilizadas en torneados cuya forma es necesario que se conserve a pesar de los continuos reafilados, que se realizarán siempre por la cara de desprendimiento.
4. Clasificación según el Método de Fabricación de la Herramienta
Herramientas integrales: Se forjan con la forma requerida en una sola pieza utilizando un mismo material (barra redonda, cuadrada de acero).
Herramientas compuestas: Son de distintos tipos que podemos clasificar en dos subgrupos:
- Herramientas con placa soldada: Su vástago es de acero y la parte cortante es de Widia (metal duro) en forma de una pequeña pastilla o plaquita soldada. La plaquita soldada puede volver a afilarse cuando sea necesario hasta el término de su vida útil.
- Portaherramientas con plaquita intercambiable: Disponen de un mango donde pueden montarse y desmontarse con tornillos pequeñas pastillas intercambiables (insertos) fabricadas de compuestos cerámicos o metal duro, con forma triangular, cuadrada, rómbica, redonda, etc. Los insertos están diseñados para rotarse a medida que cada borde de corte se desgasta, para descartarlas al término de su vida útil, por lo que no se afilan.
Portaherramientas para las Cuchillas de Torno
Portaherramientas para barras rectificadas: Para sujetar las barras cuadradas de acero rápido al cobalto.
Portaherramientas elásticos: Sujetan las cuchillas destinadas al ranurado, tronzado y roscado.
Portaherramientas para plaquitas de metal duro y materiales cerámicos: Tienen la forma de las plaquitas que van a soportar. Disponen de un sistema de sujeción rápido, sencillo y seguro.
Montaje y Posicionamiento de las Herramientas en el Torno Paralelo
El óptimo rendimiento de la herramienta se obtiene cuando está bien afilada y con los ángulos adecuados. No obstante, a pesar de que esta reúna las condiciones citadas, puede suceder que no se obtengan los resultados apetecidos debido a su errónea posición en el torno, lo que además incrementa los riesgos de accidente, deterioro de la pieza trabajada y de la propia herramienta de corte. Por ello, en el montaje de la herramienta, se deben considerar los siguientes aspectos:
Aspectos Clave en el Montaje
Fijación con Rigidez
Las herramientas deben quedar sujetas rígidamente a la torreta, a fin de que durante el trabajo no se desvíen y no produzcan vibraciones. Por ello, los suplementos con los que se calzan los portaherramientas o las propias herramientas deben ser planos y estar completamente limpios. En la fase de desbaste, las herramientas se han de colocar perpendicularmente con respecto a la pieza; así se evita su flexión cuando penetre excesivamente en la pieza trabajada. Siempre ha de asegurarse que la torreta no pueda girar durante el trabajo.
Vuelo de la Herramienta
El esfuerzo de flexión que debe soportar la cuchilla es tanto mayor cuanto mayor es el vuelo de su parte activa; por ello, debe cuidarse de que la punta no sobresalga si no es necesario. Es aconsejable que la longitud saliente no sea superior a 1,5 veces el espesor de la cuchilla.
Altura de la Punta Respecto del Eje de la Pieza
Pueden presentarse tres casos:
a) Herramienta a la altura del eje de la pieza: Con la punta de la cuchilla a la misma altura que el eje de la pieza, los valores de los ángulos de incidencia (A o α), filo (D o β) y desprendimiento (C o γ) alcanzan la magnitud normal para la que han sido proyectados, consiguiendo el perfecto rendimiento de la herramienta.
b) Herramienta por encima del eje de la pieza: El ángulo de incidencia efectivo disminuye y el de desprendimiento efectivo aumenta. La cuchilla talona (roza con la cara de incidencia), aumenta el rozamiento de la cara de incidencia con la pieza, perdiendo con mayor rapidez las condiciones de corte, aunque la viruta tiene más fácil salida.
c) Herramienta por debajo del eje de la pieza: El ángulo de incidencia efectivo aumenta y el de desprendimiento efectivo disminuye. La viruta tiene dificultad para salir, produciéndose un calentamiento excesivo en la punta, con la consecuente pérdida de su capacidad cortante. Mecanizando con la herramienta en esta posición, la pieza tiende a levantarse y a vibrar.
Trabajos Comunes en el Torno Paralelo
En el torno se pueden ejecutar muchos y variados trabajos. Unos se consideran elementales, por encontrarse prácticamente en la mayoría de los mecanizados, y otros se presentan con menor asiduidad, aunque también tienen su importancia.
Operaciones de Torneado
Cilindrado
Con este mecanizado se pretende obtener superficies de revolución de forma cilíndrica, por medio de un movimiento de rotación sobre el eje de la pieza y de traslación longitudinal de la herramienta, que se mueve paralela al eje de giro.
Refrentado
Operación de torneado consistente en la obtención de una superficie plana perpendicular al eje de giro, mediante la rotación de la pieza y el avance de la herramienta con el carro transversal. Según el sentido del avance de la herramienta, el refrentado puede ser de fuera hacia adentro o de dentro hacia afuera. Empleándose habitualmente el primero para el desbaste y el segundo para el acabado.
Ranurado y Tronzado
El ranurado consiste en fabricar ranuras circulares sobre una pieza de revolución con una herramienta que avanza en sentido perpendicular al eje de giro de la pieza, utilizando el carro transversal. El ranurado puede hacerse en el exterior o en el interior de las piezas. Cuando el ranurado llega hasta el centro de la pieza (o mejor, lo sobrepasa) para cortarla en dos partes, se denomina tronzado. Tanto en el ranurado como en el tronzado, es aconsejable trabajar con la herramienta en posición invertida, ya que de esta forma se evitan sacudidas y vibraciones debidas al juego del eje principal, que pueden llegar a romper la herramienta.
El tronzado es una operación delicada, por ello se deberán tener en cuenta algunas precauciones:
- La pieza a tronzar debe sobresalir lo mínimo posible del plato.
- La herramienta debe estar montada perfectamente perpendicular al eje de giro, para que no roce con las caras laterales producto del corte.
- La herramienta, el portaherramientas y la torreta deben estar perfectamente apretados.
- Se debe emplear refrigeración para evitar la rotura de la herramienta debida a las dilataciones producidas en la pieza por el calor.
Taladrado
Consiste en abrir agujeros cilíndricos en el centro de giro de las piezas de revolución utilizando brocas helicoidales que se fijan en el contracabezal. Por ello, se debe comprobar minuciosamente antes de taladrar que el eje de giro coincide con el eje de la broca. El movimiento de giro lo realiza la pieza, mientras que el avance se efectúa con el contracabezal.
Torneado Interior
Es el mecanizado que se efectúa en las paredes internas de un agujero o cavidad de una pieza.
En él se pueden efectuar los siguientes trabajos:
- Cilindrado interior
- Refrentado interior
- Ranurado interior
Torneado Excéntrico
Es la operación de torneado en la que se pueden obtener, en una misma pieza, varias superficies cilíndricas con distintos ejes de giro. Para ello, es necesario preparar la pieza, centrándola en el plato de garras independientes si se sujeta al aire, o mecanizando previamente los puntos de centraje si el montaje es entre puntos, siendo este último el método más empleado. Para el mecanizado de excéntricas, es necesario refrentar la pieza y mecanizar los puntos de centraje. Los centros deben estar construidos con suficiente precisión, labor que resulta muy delicada y que requiere gran pericia del operador.
Moleteado
Las herramientas utilizadas se llaman moletas. Las moletas se montan en soportes portaherramientas. La operación se efectúa por deformación plástica, sin arranque de viruta, presionando las moletas (montadas en la torreta del torno) contra la pieza, que gira a una velocidad reducida.
Torneado de Forma
Puede realizarse manualmente, con herramientas de forma, o con un aparato copiador. El torneado de curvas manualmente se ejecuta accionando a la vez los carros longitudinal y transversal. Luego se hará un semiacabado moviendo la cuchilla manually sobre el perfil a obtener.
Torneado Cónico
Consiste en mecanizar una superficie de revolución con forma cónica o troncocónica, tanto exterior como interiormente, utilizando las herramientas de cilindrar. El movimiento de corte lo realiza la pieza, mientras que el de avance lo efectúa la herramienta, que se mueve paralelamente a la generatriz del cono. De no ser así, la herramienta no se desplazará paralela a la generatriz del cono, fabricándose un cono de distinta conicidad.