INTRODUCCIÓN. Se puede decir que este torno es la base de cualquier taller mecánico, por lo cual el mecánico de banco necesita conocerlo a fondo.

Transcripción

1 INTRODUCCIÓN El torno, que es quizá una de las primeras máquinas herramientas que se construyeron, es también una de las más adaptables y de uso más extenso. Debido a que un gran porcentaje del material que se corta en un taller mecánico es cilíndrico o redondo, el torno básico ha conducido al perfeccionamiento de tornos de torreta, máquina para hacer tornillos, rectificadoras, tornos de control numérico y centros para tornos. Los adelantos en el diseño del torno básico y los relativos han dado por resultado el desarrollo y manufactura de miles de los productos de uso cotidiano. Algunas de las operaciones comunes que se efectúan en un torno son: refrentado, torneado de conos, torneado paralelo, corte de rocas, moleteado, barrenado o rectificación de interiores, taladro y escariado. El torno se usa, por lo general, parar producir piezas individuales a las especificaciones requeridas. También se utiliza cuando se requiere un número pequeño de piezas similares (corridas cortadas de producción). Se puede decir que este torno es la base de cualquier taller mecánico, por lo cual el mecánico de banco necesita conocerlo a fondo. A continuación se desarrollará los principios teóricos necesarios para entender el funcionamiento del torno y luego se pondrá en marcha lo realizado en el laboratorio de máquinas y herramientas.

2 PRINCIPIOS TEÓRICOS RESEÑA HISTÓRICA Tornos antiguos La existencia de tornos está atestiguada desde al menos el año 850 a. C. La imagen más antigua conocida se conserva en la tumba de un sumo sacerdote egipcio llamado Petosiris (siglo IV a. C.). Durante siglos los tornos funcionaron según el sistema de "arco de violín". En el siglo XIII se inventó el torno de pedal y pértiga flexible, que tenía la ventaja de ser accionado con el pie en vez de con las manos, con lo cual estas quedaban libres para otras tareas. En el siglo XV surgieron otras dos mejoras: la transmisión por correa y el mecanismo de biela-manivela. Tornos mecánicos Torno paralelo de Al comenzar la Revolución industrial en Inglaterra, durante el siglo XVII, se desarrollaron tornos capaces de dar forma a una pieza metálica. El desarrollo del torno pesado industrial para metales en el siglo XVIII hizo posible la producción en serie de piezas de precisión: En 1833, Joseph Whitworth se instaló por su cuenta en Mánchester. Sus diseños y realizaciones influyeron de manera fundamental en otros fabricantes de la época. En 1839 patentó un torno paralelo para cilindrar y roscar con bancada de guías planas y carro transversal automático, que tuvo una gran aceptación. Fue J.G. Bodmer quien en 1839 tuvo la idea de construir tornos verticales. A finales del siglo XIX, este tipo de tornos eran fabricados en distintos tamaños y pesos. El diseño y patente en 1890 de la caja de Norton, incorporada a los tornos paralelos, dio solución al cambio manual de engranajes para fijar los pasos de las piezas a roscar. 1

3 Introducción del control numérico por computadora Torno moderno de control numérico. El torno de control numérico es un ejemplo de automatización programable. Se diseñó para adaptar las variaciones en la configuración de los productos. Su principal aplicación se centra en volúmenes de producción medios de piezas sencillas y en volúmenes de producción medios y bajos de piezas complejas. Uno de los ejemplos más importantes de automatización programable es el control numérico en la fabricación de partes metálicas. El control numérico (CN) es una forma de automatización programable en la cual el equipo de procesado se controla a través de números, letras y otros símbolos. Estos números, letras y símbolos están codificados en un formato apropiado para definir un programa de instrucciones para desarrollar una tarea concreta. Cuando la tarea en cuestión cambia, se cambia el programa de instrucciones. La capacidad de cambiar el programa hace que el CN sea apropiado para volúmenes de producción bajos o medios, dado que es más fácil escribir nuevos programas que realizar cambios en los equipos de procesado. El primer desarrollo en el área del control numérico lo realizó el inventor norteamericano John T. Parsons (Detroit, ), junto con su empleado Frank L. Stulen, en la década de El concepto de control numérico implicaba el uso de datos en un sistema de referencia para definir las superficies de contorno de las hélices de un helicóptero 2

4 EL TORNO Una de las máquinas herramienta más importantes en la industria del labrado delos metales es el torno. Un torno es un dispositivo en el cual se hace girar la pieza de trabajo contra una herramienta cortante. A medida que la herramienta cortante se mueve longitudinal y transversalmente respecto al eje de la pieza de trabajo, se genera la forma de la pieza de trabajo. Para determinar el tamaño del torno se tienen en cuenta algunas magnitudes básicas que determinan su capacidad de trabajo. Dónde: C = Distancia máxima entre centros. D = diámetro máximo de la pieza de trabajo hasta las guías prismáticas Volteo del torno R = radio, medio volteo B = Longitud de la bancada. TORNO PARALELO Es una máquina que trabaja en el plano horizontal (X,Y), porque solo tiene estos dos ejes de movimiento, mediante el carro longitudinal que desplaza las herramientas a la pieza y produce torneados cilíndricos, y el carro transversal que se desplaza de forma perpendicular al eje de simetría de la pieza, para realizar la operación denominada refrentado. Este tipo de torno lleva montado un tercer carro, de accionamiento manual y giratorio, conocido como Charriot o auxiliar superior, montado sobre el carro transversal, con el cual, inclinado a los grados necesarios, es posible mecanizar conos. Lo característico de este tipo de torno es que se pueden realizar en él mismo, todotipo de tareas propias del torneado, ya sea taladrado, cilindrado, refrentado, roscado, conos, ranurado, escariado y moleteado entre otros; mediante diferentes tipos de herramientas y útiles intercambiables con formas variadas que se le pueden ir acoplando. Para manejar bien estos tornos se requiere la pericia de operarios muy bien cualificados, ya que el manejo manual de sus carros puede ocasionar errores a menudo en la geometría de las piezas torneadas. 3

5 PARTES DEL TORNO En un torno paralelo se puede distinguir cinco partes principales: La bancada El cabezal y cabezal móvil El contrapunto Los carros de movimiento de la herramienta La caja Norton de control de velocidades. BANCADA Constituye la superficie de apoyo y la columna vertebral de un torno. Su rigidez y alineación afectan la precisión de las partes maquinadas en el torno. La bancada puede ser escotada o entera, según las guías tengan o no un hueco llamado escote, cuyo objeto principal es permitir el torneado de piezas de mayor diámetro. Este escote se cubre con un puente cuando no se requiere el volteo adicional. Encima de la bancada se encuentran las guías prismáticas, las cuales consisten generalmente en dos V invertidas y dos superficies planas de apoyo. Las guías de los tornos son piezas maquinadas con gran exactitud por rectificado. Cuando las guías están desgastadas o tienen algún daño, se afecta la precisión de las piezas maquinadas y el torno pierde su valor. 4

6 CABEZAL Esta fijo en el lado izquierdo de la bancada del torno y en él van montados generalmente los órganos encargados de transmitir el movimiento del motor al eje. Contiene el husillo que se encuentra sostenido por rodamientos en sus extremos y mueve los diversos dispositivos de sujeción de la pieza de trabajo; es hueco para hacer pasar por él las piezas de trabajo largas y esbeltas. La nariz del husillo es el extremo del husillo que sobresale en el cabezal CONTRAPUNTO Se usa para soportar el otro extremo de la pieza de trabajo durante el maquinado, o para sostener diversas herramientas de corte, como brocas, escariadores y machuelos. El contrapunto se ubica en el cabezal móvil a la derecha del torno, que se desliza sobre las guías prismáticas y puede fijarse en cualquier posición a lo largo de la bancada. Tiene un husillo deslizante que se mueve mediante una manivela y cuya posición se fija con una palanca. CARRO PRINCIPAL Es el también llamado carro longitudinal. Este se desliza sobre la parte superior de las guías de la bancada. LA CAJA NORTON Para cambio rápido de velocidad, es el elemento de unión que transmite la potencia entre el husillo y el carro. Accionando las palancas de cambio de velocidad de esta caja, se pueden seleccionar los diferentes avances conectando en diferentes configuraciones los engranajes a las correas de transmisión de movimiento. La placa indicadora que tiene la caja de engranajes para cambio de velocidad, indica el avance en milésimas de pulgada, o en hilos por pulgada para las posiciones de la palanca SUJECIÓN DE PIEZAS 5

7 Para la sujeción de piezas se usan diferentes dispositivos entre los cuales se encuentran los platos de sujeción universal que tienen tres mordazas autocentrantes que se mueven con una sola llave o los platos independientes en los que cada mordaza es ajustada con una entrada de llave autónoma Cuando la pieza a tornear es muy larga se monta en la bancada una luneta o soporte móvil que permite soportar las piezas de trabajo cerca del punto de corte. HERRAMIENTAS DE CORTE PARA EL TORNO En un torno se quita el metal de una pieza de trabajo haciéndola girar contra una herramienta de corte de una sola punta. Esta herramienta debe ser muy dura y no debe perder su dureza por el calor generado por el maquinado. OPERACIONES DEL TORNO 6

8 PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 7

9 La operación realizada en el laboratorio consistió en 4 procesos que se realizaron en 2 laboratorios. Estos procesos fueron los siguientes: 1. Cortar un tocho de 16 cm de longitud de una barra de fierro de diámetro 8cm. 2. Cilindrar 9 cm del tocho hasta llegar a un diámetro de 5 cm. 3. Cilindrar el otro extremo, los 7 cm, hasta un diámetro de6cm. 4. El extremo de diámetro de 5 cm, se le realiza un chaflán, con un ángulo de 60º. 8

10 DETALLES EXPERIMENTALES 1. Lo primero a realizar fue instalar correctamente el equipo a utilizar: Primero colocar la cuchilla en la posición adecuada, esto va a depender de la dirección en la que deseamos retirar la viruta. Colocar en el Chuck el material a cilindrar, esto se realiza con ayuda de unas llaves especiales del torno. Determinar las revoluciones por minuto a utilizar, en el caso de la experimentación se utilizaron unas 160 rpm, la velocidad se asumió que era 50 m/min. Encender el torno y centrar la cuchilla respecto al eje del tocho que estaba girando. La profundidad de corte se asumió que debería ir de centímetro en centímetro. 2. Para realizar el chaflán se procedió a girar 60 º el corredor auxiliar, y el procesos era similar, con la diferencia de que una vez de que se llega al tocho, se gira una manivela auxiliar que al avanzar le da la forma requerida. 9