MQUINAS HERRAMIENTA CON ARRANQUE DE VIRUTAS

El material es arrancado o cortado con una herramienta dando lugar a un desperdicio o viruta. La herramienta consta, generalmente, de uno o varios filos ocuchillasque separan la viruta de la pieza en cada pasada. En el mecanizado por arranque de viruta se dan procesos dedesbaste(eliminacin de mucho material con poca precisin; proceso intermedio) y deacabado(eliminacin de poco material con mucha precisin; proceso final cuyo objetivo es el de dar el acabado superficial que se requiera a las distintas superficies de la pieza). Sin embargo, tiene una limitacin fsica: no se puede eliminar todo el material que se quiera porque llega un momento en que el esfuerzo para apretar la herramienta contra la pieza es tan liviano que la herramienta no penetra y no se llega a extraer viruta.Vista general sobre las tareas y las clases

Mquinas herramienta con arranque de viruta son mquinas operadoras. Ellas trabajan con herramientas. Durante el maquinado arrancan de la pieza virutas, de acuerdo a ello reciben su nombre.

Tipos de mquinas-herramientaEl mecanizado se hace mediante una mquina herramienta, manual, semiautomtica o automtica, pero el esfuerzo de mecanizado es realizado por un equipo mecnico, con los motores y mecanismos necesarios. Las mquinas herramientas de mecanizado clsicas son:

Taladro: La pieza es fijada sobre la mesa del taladro, la herramienta, llamadabroca, realiza el movimiento de corte giratorio y de avance lineal, realizando el mecanizado de un agujero o taladro tericamente del mismo dimetro que la broca y de la profundidad deseada.

Limadora: esta mquina herramienta realiza el mecanizado con una cuchilla montada sobre el porta herramientas del carnero, que realiza un movimiento lineal de corte, sobre una pieza fijada la mesa, que tiene el movimiento de avance perpendicular al movimiento de corte.

Mortajadora: mquina que arranca material linealmente del interior de un agujero. El movimiento de corte lo efecta la herramienta y el de avance la mesa donde se monta la pieza a mecanizar.

Cepilladora: de mayor tamao que la limadora, tiene una mesa deslizante sobre la que se fija la pieza y que realiza el movimiento de corte deslizndose longitudinalmente, la cuchilla montada sobre un puente sobre la mesa se desplaza transversalmente en el movimiento de avance.

Brochadora: Mquina en la que el movimiento de corte lo realiza una herramientabrochade mltiples filos progresivos que van arrancando material de la pieza con un movimiento lineal.

Torno: el torno es la mquina herramienta de mecanizado ms difundida, stas son en la industria las de uso ms general, la pieza se fija en el plato del torno, que realiza el movimiento de corte girando sobre su eje, la cuchilla realiza el movimiento de avance eliminando el material en los sitios precisos.

Fresadora: en la fresadora el movimiento de corte lo tiene la herramienta; que se denomina fresa, girando sobre su eje, el movimiento de avance lo tiene la pieza, fijada sobre la mesa de la fresadora que realiza este movimiento. Es junto al torno la mquina herramienta ms universal y verstil.

Tareas de las mquinas herramienta con arranque de virutasLas maquinas herramienta con arranque de virutas tienen como tarea el conformado de piezas, durante el cual se realiza un arranque de virutas. Ellas disminuyen en esta forma el volumen de la pieza; las virutas arrancadas son un desecho.

Durante el arranque de virutas, separa la herramienta material de la pieza. Las piezas ofrecen al accionamiento de la herramienta una resistencia, ya que sus materiales son duros y slidos. Para vencer esta resistencia, deben las herramientas ser ms duras y slidas que la pieza.

ESTRUCTURA DEL TORNO PARALELO

Partes principales del torno paralelo:El torno paralelo se compone de las siguientes partes principales:

1)Bancada: Es un zcalo de fundicin soportado por uno o ms pies, que sirve de apoyo y gua a las dems partes principales del torno. La fundicin debe ser de la mejor calidad; debe tener dimensiones apropiadas y suficientes para soportar las fuerzas que se originan durante el trabajo, sin experimentar deformacin apreciable, an en los casos ms desfavorables. Para facilitar la resistencia suele llevar unos nervios centrales.

Las guas han de servir de perfecto asiento y permitir un deslizamiento suave y sin juego al carro y contracabezal. Deben estar perfectamente rasqueteadas o rectificadas. Es corriente que hayan recibido un tratamiento de temple superficial, para resistir el desgaste. A veces, las guas se hacen postizas, de acero templado y rectificado.

2)Cabezal: Es una caja fijada al extremo de la bancada por medio de tornillos o bridas. En ella va alojado el eje principal, que es el que proporciona el movimiento a la pieza. En su interior suele ir alojado el mecanismo para lograr las distintas velocidades, que se seleccionan por medio de mandos adecuados, desde el exterior.

El mecanismo que ms se emplea para lograr las distintas velocidades es por medio de trenes de engranajes. Los principales sistemas empleados en los cabezales de los tornos son:

Cabezal monopolea: El movimiento proviene de un eje, movido por una polea nica. Las distintas velocidades o marchas se obtienen por desplazamiento de engranajes.

Transmisin directa por motor: En lugar de recibir el movimiento a travs de una polea, lo pueden recibir directamente desde un motor. En este tipo de montaje es normal colocar un embrague, para evitar el cambio brusco del motor, al parar o invertir el sentido de la marcha. La potencia al transmitir es ms directa, pues se evitan prdidas por deslizamiento de correas.

Caja de cambios: Otra disposicin muy frecuente es la colocacin de una caja o cambio, situada en la base del torno; desde all se transmite el movimiento hasta el cabezal por medio

de correas. Este sistema se presta muy bien para tornos rpidos y, sobre todo, de precisin. El eje principal queda descargado de tensiones, haciendo que la polea apoye en soportes adecuados.

-Variador de velocidades: Para lograr una variacin de velocidades, mayor que las limitadas por los mecanismos anteriores, se emplean en algunos tornos variadores de velocidad mecnicos o hidrulicos.

3)Eje principal: Es el rgano que ms esfuerzos realiza durante el trabajo. Por consiguiente, debe ser robusto y estar perfectamente guiado por los rodamientos, para que no haya desviaciones ni vibraciones. Para facilitar el trabajo en barras largas suele ser hueco. En la parte anterior lleva un cono interior, perfectamente rectificado, para poder recibir el punto y servir de apoyo a las piezas que se han de tornear entre puntos. En el mismo extremo, y por su parte exterior, debe llevar un sistema para poder colocar un plato portapiezas.

4)Contracabezal o cabezal mvil: El contracabezal o cabezal mvil, llamado impropiamente contrapunta, consta de dos piezas de fundicin, de las cuales una se desliza sobre la bancada y la otra puede moverse transversalmente sobre la primera, mediante uno o dos tornillos. Ambas pueden fijarse en cualquier punto de la bancada mediante una tuerca y un tornillo de cabeza de grandes dimensiones que se desliza por la parte inferior de la bancada. La superior tiene un agujero cilndrico perfectamente paralelo a la bancada y a igual altura que el eje del cabezal. En dicho agujero entra suavemente un manguito cuyo hueco termina, por un extremo en un cono Morse y, por el otro, en una tuerca. En esta tuerca entra un tornillo que puede girar mediante una manivela; como este tornillo no puede moverse axialmente, al girar el tornillo el manguito tienen que entrar o salir de su alojamiento. Para que este manguito no pueda girar, hay una ranura en toda su longitud en la que ajusta una chaveta. El manguito puede fijarse en cualquier parte de su recorrido mediante otro tornillo. En el cono Morse puede colocarse una punta semejante a la del cabezal o bien una broca, escariador, etc. Para evitar el roce se emplean mucho los puntos giratorios. Adems de la forma comn, estos puntos giratorios pueden estar adaptados para recibir diversos accesorios segn las piezas que se hayan de tornear.

5)Carros: En el torno la herramienta cortante se fija en el conjunto denominado carro. La herramienta debe poder acercarse a la pieza, para lograr la profundidad de pasada adecuada y, tambin, poder moverse con el movimiento de avance para lograr la superficie deseada. Las superficies que se pueden obtener son todas las de revolucin: cilindros y conos, llegando al lmite de superficie plana. Por tanto, la herramienta debe poder seguir las direcciones de la generatriz de estas superficies. Esto se logra por medio del carro principal, del carro transversal y del carro inclinable.

A)Carro principal: Consta de dos partes, una de las cuales se desliza sobre la bancada y la otra, llamada delantal, est atornillada a la primera y desciende por la parte anterior. El delantal lleva en su parte interna los dispositivos para obtener los movimientos automticos y manuales de la herramienta, mediante ellos, efectuar las operaciones de roscar, cilindrar y refrentar.

Dispositivo para roscar: El dispositivo para roscar consiste en una tuerca en dos mitades, las cuales por medio de una manivela pueden aproximarse hasta engranar con el tornillo patrn o eje de roscar. El paso que se construye variar segn la relacin del nmero de revoluciones de la pieza que se trabaja y del tornillo patrn.

Dispositivo para cilindrar y refrentar: El mismo dispositivo empleado para roscar podra servir para cilindrar, con tal de que el paso sea suficientemente pequeo. Sin embargo, se obtiene siempre con otro mecanismo diferente. Sobre el eje de cilindrar va enchavetado un tornillo sin fin que engrana con una rueda, la cual, mediante un tren basculante, puede transmitir su movimiento a un pin que engrana en una cremallera fija en la bancada o a otro pin en el tornillo transversal. El tren basculante puede tambin dejarse en posicin neutra. En el primer caso se mueve todo el carro y, por tanto, el torno cilindrar; en el segundo, se mover solamente el carro transversal y el torno refrentar; en el tercer caso, el carro no tendr ningn movimiento automtico. Los movimientos del tren basculante se obtienen por medio de una manivela exterior. El carro puede moverse a mano, a lo largo de la bancada, por medio de una manivela o un volante.

B)Carro transversal:El carro principal lleva una gua perpendicular a los de la bancada y sobre ella se desliza el carro transversal. Puede moverse a mano, para dar la profundidad de pasada o acercar la herramienta a la pieza, o bien se puede mover automticamente para refrentar con el mecanismo ya explicado.

Para saber el giro que se da al husillo y, con ello, apreciar el desplazamiento del carro transversal y la profundidad de la pasada, lleva el husillo junto al volante de accionamiento un tambor graduado que puede girar loco o fijarse en una posicin determinada. Este tambor es de gran utilidad para las operaciones de cilindrado y roscado, como se ver ms adelante.

C)Carro orientable:El carro orientable, llamado tambincarro portaherramientas, est apoyado sobre una pieza llamada plataforma giratoria, que puede girar alrededor de un eje central y fijarse en cualquier posicin al carro transversal por medio de cuatro tornillos. Un crculo o limbo graduado indica en cualquier posicin el ngulo que el carro portaherramientas forma con la bancada. Esta pieza lleva una gua en forma de cola de milano en la que se desliza el carro orientable. El movimiento no suele ser automtico, sino a mano, mediante un husillo que se da vueltas por medio de una manivela o un pequeo volante. Lleva el husillo un tambor similar al del husillo del carro transversal.

Para fijar varias herramientas de trabajo se emplea con frecuencia latorre portaherramientas, la cual puede llevar hasta cuatro herramientas que se colocan en posicin de trabajo por un giro de 90. Tiene el inconveniente de necesitar el uso de suplementos, por lo cual se emplea el sistema americano, o bien se utilizan otras torretas que permiten la graduacin de la altura de la herramienta, que adems tiene la ventaja de que se puede cambiar todo el soporte con la herramienta y volverla a colocar en pocos segundos; con varios soportes de estos se pueden tener preparadas otras tantas herramientas.

OPERACIONES BSICAS EN EL TORNO PARALELO

Los trabajos caractersticos que se hacen en el torno paralelo son:

- Cilindrado exterior e interior.

- Refrentado.

- Torneado de conos exteriores.

- Troceado y ranurado.

- Otros trabajos de torneado.

- Roscado en el torno.

-Cilindrado exterior: Es una operacin para dar forma y dimensiones a la superficie lateral de un cilindro recto de revolucin. Se emplea siempre la herramienta adecuada, recta o curvada, de acuerdo con la operacin de desbaste o de acabado. La posicin debe ser correcta para que se pueda realizar toda la longitud de la pasada sin interrupciones. Hay que asegurarse de que no estorban: el perro, las garras del plato, la contrapunta, las lunetas, etc.

As como en el desbaste lo fundamental no es ni la rugosidad ni la precisin, sino el rendimiento en la cantidad de viruta cortada, en el acabado, dentro de las limitaciones del torno, lo fundamental es la precisin en las medidas y la rugosidad, que deben ser pedidas en los dibujos de taller. Se realiza maniobrando de igual modo que en el cilindrado de desbaste, pero variando los elementos de corte, como son la velocidad, el avance y la profundidad de pasada, as como la herramienta.

-Refrentado:Se llama as a la realizacin de superficies planas en el torno. El refrentado puede ser completo, en toda la superficie libre, o parcial, en superficies limitadas. Tambin existe el refrentado interior.

Las herramientas normales suelen ser definidas por las normas DIN 4.978, 4.980 y 4.977. Tambin pueden emplearse las DIN 4.971 y DIN 4.876 y otras similares o sus correspondientes UNE o ISO. Un detalle importante a tener en cuenta es el ngulo de posicin; hay que evitar que la herramienta tienda a acuarse o clavarse en la pieza.

Preparadas la pieza y la herramienta y seleccionada la velocidad, se procede a dar la pasada. Si la superficie es pequea se puede dar la profundidad de pasada con el carro principal y, una vez lograda, se mantiene fijo el carro con una mano, mientras con la otra se da el avance a mano, accionando el husillo transversal, o se pone el automtico de refrentar.

Si la superficie es mayor y el trabajo es de precisin, es mejor actuar de la manera siguiente :

- Se aproxima la herramienta con los carros principal y transversal.

- Se fija el carro principal apretando el sistema de frenado o fijacin del mismo.

- Se da la profundidad de pasada por medio del carro orientable (conviene que est paralelo al eje principal). Si se han de dar varias pasadas, se pone el tambor a cero y se va controlando en el mismo la profundidad rebajada. Naturalmente, si la superficie es completa y se refrenta del centro hacia fuera, la pasada debe darse en marcha.

- Se coloca el automtico de refrentar.

-Torneado de conos exteriores: En lneas generales, es muy parecido al torneado de cilindros. Pero presenta algunas peculiaridades. El torneado de conos puede hacerse de varias maneras:

- Con inclinacin del carro orientable,

- Con aparato copiador,

- Entre puntos con desplazamiento del cabezal.

Para pequeas serie o piezas nicas suele emplearse el primer procedimiento. Tiene el grave inconveniente de que, al no tener movimiento automtico el carro orientable, la uniformidad no puede ser muy buena, salvo que se posea una gran prctica y destreza. Para grandes series es aconsejable emplear el segundo o tercer procedimiento.

Un detalle muy interesante, a tener en cuenta en cualquier sistema empleado en el torneado de conos, es que la punta de la herramienta debe estar perfectamente a la altura del punto o eje del torno. Si no se hace as, la superficie cnica no resulta tal, ya que la herramienta no se desplaza sobre una generatriz, sino sobre una lnea que se cruza con el eje, dando lugar a una superficie reglada cnica,

pero no a un cono.

Torneado de conos por inclinacin del carro orientable:

La inclinacin del carro orientable no se puede hacer con precisin, solamente con la graduacin del mismo, ya que normalmente no se alcanzan apreciaciones menores de 15'. Pero es muy interesante como primera aproximacin; por eso, en los dibujos no debe faltar nunca la acotacin de la inclinacin o semingulo del cono en grados, aunque slo sea aproximado.

Torneado de conos con copiador:

Es el procedimiento recomendado para grandes series. El copiador puede ser hidrulico o mecnico; pero en ambos sistemas, la base fundamental es la plantilla gua, cuyo ngulo debe ser el del semingulo del cono. En la calidad y precisin de la colocacin de la plantilla estriba la precisin de la conicidad. El acabado puede ser de buena calidad, por hacerse con el avance del carro principal, que como es lgico, se mueve automticamente igual que para el cilindrado. La verificacin se hace, como anteriormente se indic, en las primeras piezas; ya que, trabajando normalmente, no se suele desajustar el copiador y, por tanto, slo habr que verificar el dimetro para las otras piezas. Por seguridad, a cada cierto nmero de piezas, conviene verificar tambin la conicidad.

Torneado de conos entre puntos con desplazamiento del contracabezal:

Es el tercero de los sistemas anotados; como el anterior, se presta para series de conos largos de poca conicidad, ya que el desplazamiento de la contrapunta es limitado. En estos casos los puntos deben ser esfricos, ya que los normales no se apoyaran correctamente, sobre todo en los casos ms desfavorables. Por razones de desgaste, el punto del contracabezal conviene que sea giratorio, ya que el contacto se reduce a una simple lnea.

-Troceado: Consiste en cortar una pieza en partes. Es una operacin delicada que requiere gran seguridad y experiencia, pero resultar ms fcil si se tiene en cuenta las causas de la dificultad. El peligro principal est en los inconvenientes que encuentra la viruta para salir de la ranura, particularmente cuando el canal tiene cierta profundidad.

Torneado de interiores o mandrinado:

Esta operacin consiste en realizar cilindros o conos interiores, cajas, ranuras, etc. Como en el taladrado, el montaje debe ser tal que deje libre el extremo de la pieza.

Roscado: El roscado en el torno puede hacerse por medio de machos y terrajas convencionales y con herramientas especiales, cuando se trata de trabajo en serie. Si la rosca tiene mucho paso o dimensiones no normalizadas, se efecta el roscado con herramienta simple. Para ello es preciso que al mismo tiempo que gira la pieza que se trabaja, la herramienta avance a una velocidad que depende del avance de la rosca que se ha de construir y del nmero de revoluciones que da el eje del torno.

Moleteado: Es la operacin que tiene por objeto producir una superficie spera o rugosa, para que se adhiera a la mano, con el fin de sujetarla o girarla ms fcilmente. La superficie sobre la que se hace el moleteado normalmente es cilndrica.

VELOCIDAD DE CORTE EN EL TORNO

Se define como velocidad de corte lavelocidad linealde la periferia de la pieza que est en contacto con la herramienta. La velocidad de corte, que se expresa en metros por minuto (m/min), tiene que ser elegida antes de iniciar el mecanizado y su valor adecuado depende de muchos factores, especialmente de la calidad y tipo de herramienta que se utilice, de la profundidad de pasada, de la dureza y la maquinabilidad que tenga el material que se mecanice y de la velocidad de avance empleada. Las limitaciones principales de la mquina son su gama de velocidades, la potencia de los motores y de la rigidez de la fijacin de la pieza y de la herramienta.

A partir de la determinacin de la velocidad de corte se puede determinar las revoluciones por minuto que tendr el cabezal del torno, segn la siguiente frmula:

DondeVces la velocidad de corte,nes la velocidad de rotacin de la pieza a maquinar yDces el dimetro de la pieza.

La velocidad de corte es el factor principal que determina la duracin de la herramienta. Una alta velocidad de corte permite realizar el mecanizado en menos tiempo pero acelera el desgaste de la herramienta. Los fabricantes de herramientas y prontuarios de mecanizado, ofrecen datos orientativos sobre la velocidad de corte adecuada de las herramientas para una duracin determinada de la herramienta, por ejemplo, 15 minutos. En ocasiones, es deseable ajustar la velocidad de corte para una duracin diferente de la herramienta, para lo cual, los valores de la velocidad de corte se multiplican por un factor de correccin. La relacin entre este factor de correccin y la duracin de la herramienta en operacin de corte no eslineal.8La velocidad de corte excesiva puede dar lugar a:

Desgaste muy rpido del filo de corte de la herramienta.

Deformacin plstica del filo de corte con prdida de tolerancia del mecanizado.

Calidad del mecanizado deficiente;acabado superficialineficiente.

La velocidad de corte demasiado baja puede dar lugar a:

Formacin de filo de aportacin en la herramienta.

Efecto negativo sobre la evacuacin de viruta.

Baja productividad.

Coste elevado del mecanizado.

FABRICACIN DE PIEZAS MEDIANTE OPERACIONES BSICAS DE TORNEADO

El torneado es una operacin con arranque de viruta que permite la elaboracin de piezas cilndricas, cnicas y esfricas, mediante elmovimientouniforme de rotacin alrededor del eje fijo de la pieza.

NORMAS DE SEGURIDAD EN EL MANEJO DE MQUINAS HERRAMIENTAS Los interruptores y dems mandos de puesta en marcha de las mquinas, se deben asegurar para que no sean accionados involuntariamente; las arrancadas involuntarias han producido muchos accidentes.

Los engranajes, correas de transmisin, poleas, cardanes e incluso los ejes lisos que sobresalgan deben ser protegidos por cubiertas

Conectar el equipo a tableros elctricos que cuente con interruptor diferencial y la puesta a tierra correspondiente.

Todas las operaciones de comprobacin, medicin, ajuste, etc, deben realizarse con la mquina parada.

Los trabajadores deben utilizar anteojos de seguridad contra impactos, sobre todo cuando se mecanizan metales duros, frgiles o quebradizos, debido al peligro que representa para los ojos las virutas y fragmentos de la mquina pudieran salir proyectados.

Manejar la mquina sin distraerse.

Las virutas producidas durante el mecanizado nunca deben retirarse con la mano, ya que se pueden producir cortes y pinchazos.

Las virutas secas se deben retirar con un cepillo o brocha adecuados, estando la mquina parada. Para virutas hmedas o aceitosas es mejor emplear una escobilla de goma.

Se debe llevar la ropa de trabajo bien ajustada. Las mangas deben llevarse ceidas a la mueca.

Se debe usar calzado de seguridad que proteja contra cortes y pinchazos, as como contra cadas de piezas pesadas.

Es muy peligroso trabajar llevando anillos, relojes, pulseras, cadenas en el cuello, bufandas, corbatas o cualquier prenda que cuelgue.

Asimismo es peligroso llevar cabellos largos y sueltos, que deben recogerse bajo gorro o prenda similar. Lo mismo la barba larga.

Durante el mecanizado, se deben mantener las manos alejadas de la herramienta que gira o se mueve. An paradas las fresas son herramientas cortantes. Al soltar o amarrar piezas se deben tomar precauciones contra los cortes que pueden producirse en manos y brazos.

Todas las operaciones de comprobacin, ajuste, etc. deben realizarse con la mquina parada, especialmente las siguientes:

Alejarse o abandonar el puesto de trabajo

Sujetar la pieza a trabajar

Medir o calibrar

Comprobar el acabado

Limpiar y engrasar

Ajusta protecciones o realizar reparaciones

Dirigir el chorro de lquido refrigerante.