- Torno paralelo
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Torno paralelo
Torno paralelo de 1911
Torno paralelo modernoEl torno paralelo o mecánico es el tipo de torno que evolucionó partiendo de los tornos antiguos cuando se le fueron incorporando nuevos equipamientos que lograron convertirlo en una de las máquina herramienta más importante que han existido.
Sin embargo en la actualidad este tipo de torno está quedando relegado a realizar tareas poco importantes, a utilizarse en los talleres de aprendices y en los talleres de mantenimiento para realizar trabajos puntuales o especiales.
Para la fabricación en serie y de precisión han sido sustituidos por tornos copiadores, revólver, automáticos y de CNC.
El torno paralelo es una máquina que trabaja en el plano, porque solo tiene dos ejes de trabajo, ( Z y X) el carro que desplaza las herramientas a lo largo de la pieza y produce torneados cilíndricos, y el carro transversal que se desplaza de forma perpendicular al eje de simetría de la pieza, con este carro se realiza la operación denominada refrentado. Lleva montado un tercer carro, de accionamiento manual y giratorio, llamado Charriot, montado sobre el carro transversal, con el Charriot, inclinado a los grados necesarios es posible mecanizar conos.
Lo característico de este tipo de torno es que se pueden realizar en el mismo todo tipo de tareas propias del torneado, como taladrado, cilindrado, mandrinado, refrenrado, roscado, conos, ranurado, escariado, moleteado, etc; mediante diferentes tipos de herramientas y útiles que de forma intercambiables y con formas variadas se le pueden ir acoplando.
Para manejar bien estos tornos se requiere la pericia de operarios muy bien calificados, ya que el manejo manual de sus carros puede ocasionar errores a menudo en la geometría de las piezas torneadas.
Contenido
Movimientos de trabajo en la operación de torneado
- Movimiento de corte: por lo general se imparte a la pieza que gira rotacionalmente sobre su eje principal. Este movimiento lo imprime un motor eléctrico que transmite su giro al husillo principal mediante un sistema de poleas o engranajes. El husillo principal tiene acoplado a su extremo distintos sistemas de sujeción (platos de garras, pinzas, mandrinos auxiliares u otros), los cuales sujetan la pieza a mecanizar. Los tornos tradicionales tienen una gama fija de velocidades de giro, sin embargo los tornos modernos de Control Numérico la velocidad de giro del cabezal es variable y programable y se adapta a las condiciones óptimas que el mecanizado permite.
Aprendiz trabajando en un torno paralelo- Movimiento de avance: es debido al movimiento de la herramienta de corte en la dirección del eje de la pieza que se está trabajando. En combinación con el giro impartido al husillo, determina el espacio recorrido por la herramienta por cada vuelta que da la pieza. Este movimiento también puede no ser paralelo al eje, produciéndose así conos. En ese caso se gira el carro de debajo del transversal ajustando en una escala graduada el ángulo requerido, que será la mitad de la conicidad deseada. Los tornos convencionales tiene una gama fija de avances, mientras que los tronos de Control Numérico los avances son programables de acuerdo a las condiciones óptimas de mecanizado y los desplazamientos en vacío se realizan a gran velocidad.
- Profundidad de pasada: movimiento de la herramienta de corte que determina la profundidad de material arrancado en cada pasada. La cantidad de material factible de ser arrancada depende del perfil del útil de corte usado, el tipo de material mecanizado, la velocidad de corte, etc.
- Nonios de los carros: para regular el trabajo torneado los carros del torno llevan incorporado unos nonios en forma de tambor graduado, donde cada división indica el desplazamiento que tiene el carro, ya sea el longitudinal, el transversal o el charriot. La medida se va conformando de forma manual por el operador de la máquina por lo que se requiere que sea una persona muy experta quien lo manipule si se trata de conseguir dimensiones con tolerancias muy estrechas. Los tornos de control numérico ya no llevan nonios sino que las dimensiones de la pieza se introducen en el programa y estas se consiguen automáticamente.
Estructura del torno paralelo
En el torno paralelo, como en todas las maquinas herramienta, podemos diferenciar dos partes fundamentales:
- Los elementos componentes: Que agrupa los principales elementos que constituyen la maquina.
- La cadena cinemática. que transmite el movimiento a la pieza y la cuchilla
Elementos componentes
El torno tiene cuatro componentes principales:
- Bancada: sirve de soporte para las otras unidades del torno. En su parte superior lleva unas guías por las que se desplaza el cabezal móvil o contrapunto y el carro principal.
- cabezal fijo: contiene los engranajes o poleas que impulsan la pieza de trabajo y las unidades de avance. Incluye el motor, el husillo, el selector de velocidad, el selector de unidad de avance y el selector de sentido de avance. Además sirve para soporte y rotación de la pieza de trabajo que se apoya en el husillo.
- Cabezal móvil: el contrapunto puede moverse y fijarse en diversas posiciones a lo largo. La función primaria es servir de apoyo al borde externo de la pieza de trabajo.
Cabezal móvil- El cabezal móvil o contracabezal (ver figura) esta apoyado sobre las guías de la bancada y se puede desplazar manualmente a lo largo de ellas según la longitud de la pieza a mecanizar, llevado al punto deseado se bloquea su posición con la palanca (T6).
- Mediante el volante (T1) se puede avanzar o retroceder el contrapunto (T5) sobre el cuerpo del contracabezal (T3), este desplazamiento se puede bloquear impidiendo que retroceda con la palanca (T2).
- En este contracabezal la base (T4) y el cuerpo (T3) son piezas distintas fijadas una a otra mediante tornillos, que pueden ser aflojados y permitir un cierto desplazamiento transversal del cuerpo respecto a su base, esta operación se puede hacer para mecanizar conos de pequeño ángulo de inclinación.
- Carros portaherramientas: que son tres:
- Carro principal, que produce los movimientos de avance en el sentido longitudinal de las guías del torno y profundidad de pasada en refrentado.
- Carro transversal, que se desliza transversalmente sobre el carro principal, avanzando en la operación de refrentado, y determina la profundidad de pasada en cilindrado.
- Carro orientable o superior, su base está apoyada sobre una plataforma giratoria orientable según una escala de grados sexagesimales, se emplea para el mecanizado de conos, o en operaciones especiales como algunas formas de roscado.
- El portaherramientas: su base está apoyada sobre una plataforma giratoria para orientarlo en cualquier dirección.
Detalle del carro portaherramientas- En la imagen se puede ver en detalle el carro de un torno paralelo, el carro principal (4) esta apoyado sobre las guías de la bancada y se mueve longitudinalmente por ellas,
- En la parte delantera esta el cuadro de mecanismos (5) el volante (5a) permite desplazarlo manualmente a derecha o izquierda, el embrague de roscar (5b) tiene dos posiciones desembragado o embragado en esta posición al carro se mueve longitudinalmente a velocidad constante por el husillo de roscar. El embrague de cilindrar (5c) tiene tres posiciones cilindrar, desembragado y refrentar, la velocidad de avance vendrá fijada por el husillo de cilindrar. En este panel de mandos se puede conectar uno u otro automático, pero no se puede modificar ni la velocidad de avance ni el sentido del movimiento que tendrá que fijarse en la caja de avances y transmitido al carro mediante el husillo de roscar o de cilindrar según corresponda.
- El carro transversal (3) esta montado y ajustado en cola de milano sobre el carro longitudinal y se puede desplazar transversalmente, de forma manual con la manivela (3b) o en automático refrentando.
- Sobre el carro transversal esta el carro orientable (2) este carro se puede girar sobre si mismo un ángulo cualesquiera marcado en la escala (2b), mediante la manivela (2a) este carro se puede avanzar o retroceder.
- Sobre el carro orientable, esta la toreta portaherramientas (1) donde se monta la cuchilla
Cadena cinemática
La cadena cinemática genera, trasmite y regula los movimientos de los elementos del torno, según las operaciones a realizar.
Detalle de los mandos de la caja de velocidades y avances- Motor: normalmente eléctrico, que genera el movimiento y esfuerzo de mecanizado.
- Caja de velocidades: con la que se determina la velocidad y el sentido de giro del eje del torno (H4), partiendo del eje del motor que gira a velocidad constante.
- En la imagen se puede ver el cabezal de un torno, el eje principal sobre el que esta montado el plato (H4), las palancas de la caja de velocidades e inversor de giro (H2) (H3) y (H5).
- Caja de avances: con la que se establecen las distintas velocidades de avance de los carros, partiendo del movimiento del eje del torno. Recuérdese que los avances en el torno son en milímetros de avance por revolución del plato del torno.
- En la imagen se puede ver en la parte posterior (H10), la caja de la lira, que conecta la parte posterior del eje del torno con la caja de avances (H6), la lira que no se ve en la imagen, determina la relación de transmisión entre el eje principal y la caja de avances mediante engranajes desmontables.
- Ejes de avances: que trasmiten el movimiento de avance de la caja de avances al carro principal, suelen ser dos:
- Eje de cilindrar (H8), ranurado para trasmitir un movimiento rotativo a los mecanismos del carro principal, este movimiento se emplea tanto para el desplazamiento longitudinal del carro principal, como para el transversal del carro transversal.
- Eje de roscar (H7), roscado en toda la longitud que puede estar en contacto con el carro, el embrague de roscar es una tuerca partida que abraza este eje cuando está embragado, los avances con este eje son más rápidos que con el de cilindrar, y se emplea como su nombre indica en las operaciones de roscado.
- En la imagen se puede ver un tercer eje (H9) con una palanca de empuñadura roja junto a la caja de avances, este tercer eje no existe en todos los modelos de torno y permite, mediante un conmutador, poner el motor eléctrico en marcha o invertir su sentido de giro, otra u otras dos palancas similares están en el carro principal, a uno u otro lado, que permiten girar este eje colocando en las tres posiciones giro a derecha, parado o izquierda. En los modelos de torno que no disponen de este tercer eje, la puesta en marcha se hace mediante pulsadores eléctricos situados normalmente en la parte superior del cabezal.
Equipo auxiliar
Plato de garras
Plato y perro de arrastre
Puntos de arrastreSe requieren ciertos accesorios, como sujetadores para la pieza de trabajo, soportes y portaherramientas. Algunos accesorios comunes incluyen:
- Plato de sujeción de garras: sujeta la pieza de trabajo en el cabezal y transmite el movimiento.
- Centros: soportan la pieza de trabajo en el cabezal y en la contrapunta.
- Perno de arrastre: se fija en el plato de torno y en la pieza de trabajo y le transmite el movimiento a la pieza cuando está montada entre centros.
- Soporte fijo o luneta fija: soporta el extremo extendido de la pieza de trabajo cuando no puede usarse la contrapunta.
- Soporte móvil o luneta móvil: se monta en el carro y permite soportar piezas de trabajo largas cerca del punto de corte.
- Torreta portaherramientas con alineación múltiple.
Especificaciones de los tornos paralelos convencionales
- Capacidad: altura entre puntos, distancia entre puntos, diámetro admitido sobre bancada, diámetro admitido sobre escote, diámetro admitido sobre carro transversal, anchura de la bancada, longitud del escote delante del plato liso.
- Cabezal: diámetro del agujero del husillo principal, nariz del husillo principal, cono Morse del husillo principal, gama de velocidades del cabezal en r.p.m., número de velocidades.
- Carro: recorrido del carro transversal, recorrido del charriot, dimensiones máximas de la herramienta, gama de avances longitudinales, gama de avances transversales.
- Roscado: gama de pasos métricos, gama de pasos Witworth, gama de pasos modulares, gama de pasos diametral pitch, paso del husillo patrón.
- Contrapunto: diámetro de la caña del contrapunto, recorrido de la caña del contrapunto, cono Morse del contrapunto.
- Motores: potencia del motor principal, potencia de la motobomba de refrigerante.
- Lunetas: capacidad luneta fija mínima-máxima, capacidad luneta móvil mínima-máxima.
Fases de trabajo en torno
Empleando una serie de operaciones con los accesorios y herramientas necesarias, se realiza el mecanizado de una pieza de revolución en un torno, veámoslo con un ejemplo, se trata de fabricar un tornillo, partiendo de material redondo que coincide con el diámetro mayor de la cabeza del tornillo y que emplearemos pasa sujetar la pieza al plato del torno, las fases del mecanizado serian las siguientes:
- Se realizan las operaciones previas; fijando la pieza al plato, colocando el contrapunto, en su caso, y colocando la cuchilla adecuada en el porta herramientas.
- Cilindrar el cuerpo del tornillo al diámetro de roscado, dejando lo que será la cabeza del tornillo al diámetro original. Se realizaran varias pasadas de desbaste y una final de acabado, cilindrando el cuerpo del tornillo y refrentando la cara derecha de la cabeza.
- Cilindrar y achaflanar la parte anterior de la pieza, lo que luego será la punta del tornillo, en este caso el tornillo tendrá una parte cilíndrica en la punta al diámetro de fondo de la rosca, antes de empezar la zona roscada. Se achaflana tanto el final de la pieza como el comienzo de la zona roscada.
- Ranurar la garganta próxima a la cabeza al diámetro de fondo de la rosca, esta ranura permitirá, en la pieza finalizada, roscar el tornillo en toda su longitud, y durante la fase de mecanizado nos permitirá sacar la cuchilla con facilidad.
- Roscar el cuerpo del tornillo, esta operación se realiza en varias pasadas, hasta conseguir el perfil de la rosca definitivo. En este caso es una rosca trapezoidal de una sola entrada.
En este proceso la pieza es conformada eliminando por arranque de viruta parte del material en operaciones sucesivas hasta obtener la forma geométrica de una pieza totalmente terminada o de un producto semielaborado que requerirá operaciones posteriores. Se pueden ver en este ejemplo las operaciones de cilindrado, refrentado, achaflanado, ranurado y roscado en desbaste y acabado.
Una modificación al caso anterior consiste en no realizar la ranura al final de la rosca, lo cual impide enroscar el tornillo en toda su longitud, dado que junto a la cabeza del tornillo hay una zona no roscada; sin embargo, el tornillo es más resistente, pues la ranura debilita el cuerpo del tornillo en una zona donde hay concentración de tensiones.
El roscado en torno sin ranura para la salida de la herramienta obliga a que ésta salga en marcha, esto es, se retira la herramienta mientras está en contacto con la pieza. Una ver apartada se invierte el sentido de giro del torno haciendo otra pasada. Debe tenerse en cuenta que durante el roscado en torno no se desembraga la barra de roscar, sino que se invierte el sentido de giro, y que para la realización de una rosca son necesarias varias pasadas.
Esta operación de retirar la cuchilla retrocediendo el carro transversal a mano, sin parar la maquina y sin desembragar el automático, invirtiendo el sentido de giro inmediatamente, exige gran habilidad por parte del tornero, dado que todo esto se tiene que hacer en las proximidades de la cabeza del tornillo y varias veces durante el mecanizado de la pieza.
En la figura puede verse cómo sube progresivamente el fondo de la rosca hasta el diámetro exterior y que el cuerpo del tornillo no tiene la escotadura junto a la cabeza que se observa en el primer ejemplo.
Fuentes
- Jean Carlos Capogra Anaya (2008). Máquinas. Prontuario. Técnicas máquinas herramientas.. Perú - Arequipa. ISBN 54-9639286.
- Millán Gómez, Simón (2006). Procedimientos de Mecanizado. Madrid: Editorial Paraninfo. ISBN 84-9732-428-5.
- Sandvik Coromant (2006). Guía Técnica de Mecanizado. AB Sandvik Coromant 2005.10.
Véase también
Referencias
Enlaces externos
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