Procesos de mecanizado Torno y Rectificadoras

Procesos de Manufacturas y Proceso de Fabricación I

Procesos de mecanizado Asignatura:

Procesos de Manufacturas y Proceso de Fabricación I

Integrante: Leandro Jiménez CI: 26.697.317 Escuela: 45 Ing.] Industrial Valencia, Junio de 2020

El Torno y La Fresadora

Tabla de contenido

Procesos de mecanizado mediante el uso del torno ........... 3 Etapas del proceso de mecanizado en torno ................... 3 Tipos de torno ........................... 3 CaracterĂ­sticas generales del torno ............................................ 6 Operaciones del Torno ............. 7

Procesos de mecanizado mediante el uso de la rectificadora .................................. 8 Funciones ............................8 Elementos que la componen .............................................9 CaracterĂ­sticas ....................9 Tipos de rectificadoras ......10

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Procesos de mecanizado mediante el uso del torno

El

torneado es uno de los

procesos de mecanizado más habituales y que funciona mediante el arranque de la viruta de la pieza. Se trata de la parte inicial del material la cual es eliminada para darle la forma deseada a la pieza. La máquina que realiza esta acción se conoce como “torno” y existen varios tipos de tornos distintos.

Etapas del proceso de mecanizado en torno 1. Tiempo de carga y descarga: El momento de fijación de la pieza en torno. Esta etapa varía en función del tamaño y peso de la pieza a mecanizar.

2. Tiempo de corte: Momento en el que se realiza el corte de la pieza con la herramienta escogida.

3. Tiempo de sustitución de herramienta: el tiempo empleado para cambiar una herramienta cuya vida útil ha terminado.

Mediante este proceso de torneado, se pueden realizar un 3

gran número de operaciones de torno: tronzado, ranurado, roscado interior y exterior, taladrado, cilindrado, refrentado…

Tipos de torno Actualmente se utilizan en la industria del mecanizado varios tipos de tornos, cuya aplicación depende de la cantidad de piezas a mecanizar, de la complejidad de las piezas y de la dureza de las piezas.

Los tipos de tornos son: •

Torno paralelo.

•

Torno Copiador.

•

Torno Revólver.

•

Torno Automático.

•

Torno Vertical.

•

Torno CNC.

Torno paralelo: Es el que se utiliza en un gran número de talleres de mantenimiento pues posee un arranque de viruta cuyo movimiento de corte se ajusta a la pieza en rotación. Se puede realizar cualquier tipo de corte relacionado con el cilindrado, taladrado, roscado, refrenado, moleteado… No obstante, su uso requiere de personal cualificado y con gran experiencia.

Torno copiador: Es el que funciona mediante la combinación del dispositivo hidráulico y electrónico. Se utiliza para mecanizar piezas con distintos escalones.

Torno revólver: es una variedad de torno diseñado para mecanizar piezas sobre las que sea posible el trabajo simultáneo de varias herramientas con el fin de disminuir el tiempo total de mecanizado. Las piezas que presentan esa condición son aquellas que, partiendo de barras, tienen una forma final de casquillo o similar. Una vez que la barra queda bien sujeta mediante pinzas o con un plato de garras, se va taladrando, mandrilando ,roscando o escariando la parte interior mecanizada y a la vez se puede ir cilindrando, refrentado, ranurando, roscando y cortando con herramientas de torneado exterior.

Torno automático: Es el torno que trabaja de forma automática en su totalidad. Para conseguirlo, se incluye una barra larga a un tubo con cabeza y se ajusta a piezas de apriete. Se recomienda especialmente para mecanizar piezas pequeñas en poco tiempo.

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Torno vertical: es una variedad de torno, de eje vertical, diseñado para mecanizar piezas de gran tamaño, que van sujetas al plato de garras u otros operadores y que por sus dimensiones o peso harían difícil su fijación en un torno horizontal.

Los tornos verticales no tienen contrapunto sino que el único punto de sujeción de las piezas es el plato horizontal sobre el cual van apoyadas. La manipulación de las piezas para fijarlas en el plato se hace mediante grúas de puente o polipastos.

Torno CNC: es un torno dirigido por control numérico por computadora.

Ofrece una gran capacidad de producción y precisión en el mecanizado por su estructura funcional y la trayectoria de la herramienta de torneado es controlada por un ordenador que lleva incorporado, el cual procesa las órdenes de ejecución contenidas en un software que previamente ha configurado un programador conocedor de la tecnología de mecanizado en torno. Es una máquina que resulta rentable para el mecanizado de grandes series de piezas sencillas, sobre todo piezas de revolución, y permite mecanizar con precisión superficies , curvas coordinando movimientos axial y radial para el avance de la herramienta.

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Características generales del torno



Realización de barrenos 

Realización de escariado

El

torno es una máquina

herramienta en la cal la pieza de se va a mecanizar tiene un movimiento de rotación alrededor del eje, así pues el tono verifica el movimiento de corte y la pieza el avance. todos los tornos desprenden viruta de las piezas que giran sobre su eje de rotación, porque lo que su trabajo se distinguirá por lo que la superficie generada será circular, teniendo como centro su eje de rotación, en el torno de manera regular se pueden realizar trabajos de desbastado o acabados de las siguientes superficies: 

Cilíndricas interiores, exteriores.  Cónicas interiores, exteriores. 

Curvas o semiesféricas. 

Irregulares pero de acuerdo a un centro de rotación.

 Moleteado de superficies 

Para hablar de características más precisas del torno debemos observar los tipos de torno existentes, en el torno paralelo podemos distinguir cuatro partes las cuales componen el torno paralelo y son bancada, cabezal, contracabezal y los carros. 

Torno al aire este torno es utilizado para trabajar piezas grandes, no tienen bancada y el cabezal, contrapunta y carros van fijas a grandes placas de fundición empotradas en el suelo. 

Tornos verticales tienen el eje dispuesto de forma vertical y el plato de forma horizontal para facilitar el montaje de la pieza 

Se pueden realizar trabajos especiales como: 

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Tallado de roscas

Corte o tronzado.

Tornos revolver la característica principal del torno revolver es el llevar en lugar del contracabezal un tambor giratorio llamado torre revolver que facilita la sucesiva entrada de las herramientas, las

principales características del torno revolver son la rapidez y la precisión sobre todo cuando se trata de trabajos en serie. 

Tornos automáticos hay muy diversos tipos de tornos automáticos, son tornos que debido a su especial funcionamiento, permiten realizar todo el ciclo de mecanizado.

Incluso el aporte de nuevo material para la pieza sin la intervención del operario. Estos tornos son utilizados para trabajos en serie, además tienen como fin reducir costos y tiempos. 

Tornos copiadores estos tornos permiten obtener, económicamente, piezas de bastante tamaño en pequeñas series reproduciendo una pieza previamente hecha patrón.

Cilindrado: Hacer un cilindro más pequeño partiendo de otro más grande (cilindro base).

Torneado Cónico: Dar forma de cono o troncos de cono.

Contornos: Dar forma a una parte del cilindro base.

Formas: Hacer diferentes formas sobre el cilindro base.

Achaflanado: hacer un chaflán, o lo que es lo mismo, un corte o rebaje en una arista de un cuerpo sólido.

Trozado: Cortar la pieza una vez terminada.

Operaciones del Torno Hay varias operaciones que se pueden realizar con un torno. En la siguiente imagen puedes ver las más importantes:

Roscado:. Hacer roscas para tuercas y tornillos.

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Mandrinado: agujero.

Agrandar

un

dimensionales superficial.

o

de

acabado

Taladrado: Hacer agujeros.

Moleteado: Hacer un grabado sobre la pieza. La pieza con la que se hace se llama "moleta" que lleva en su superficie la forma del grabado que queremos hacer sobre la pieza.

Funciones En día el mercado demanda

Refrentado: Disminuir longitud de la pieza.

la

Procesos

de mecanizado mediante el uso de la rectificadora

El

proceso de rectificado se

lleva a cabo en una máquina denominada rectificadora. Esta realiza mecanizados de piezas por abrasión, eliminando material de una pieza a fin de darle forma y modelarla. Para ello, utiliza unas herramientas abrasivas llamadas muelas. El rectificado es habitualmente un proceso de acabado de piezas, utilizándose en la etapa final de fabricación, tras el torneado o fresado, para mejorar la tolerancia dimensional y el acabado superficial del producto. El rectificado es una operación de mecanizado realizada en piezas que demandan medidas y tolerancias exigentes, ya sean geométricas, 8

rectificadoras de gran precisión para poder realizar diferentes operaciones de acabado con extrema calidad y bajos niveles de rugosidad, en una única pasada y con alto grado de automatización.

En los últimos años, estas máquinas han evolucionado constantemente hacía el aumento de la velocidad de rotación del husillo, lo que ha mejorado ostensiblemente la capacidad de la máquina de obtener un excelente acabado superficial de la pieza.

Este proceso, que elimina, por abrasión, pequeños espesores de material para obtener altos niveles de tolerancias medidos en centésimas y milésimas, los cuales no sería posible obtener con otras máquinas por arranque de viruta, se aplica a superficies planas así como también a

cilíndricas, cónicas o curvas, las diversas variedades de rectificado dependen de la combinación armónica de los movimientos de la herramienta, de la naturaleza geométrica de las superficies a trabajar y de la adaptación o uso de cabezales instalados en la máquina.

Por lo general, las piezas rectificadas han sido mecanizadas previamente y endurecidas por tratamiento térmico, son precisamente esos procesos los que generan superficialmente un pequeño excedente de material, que la rectificadora elimina, mediante discos abrasivos robustos llamados muelas, con facilidad y precisión hasta conseguir la medida requerida.

Elementos componen

que

la

Estas

máquinas-herramientas están compuestas por varios elementos: una mesa, en donde se deslizan y soportan las piezas; un cabezal portapiezas, en donde va centrada la pieza; un contrapunto; y un cabezal portamuela, donde se ubica la muela de esmeril(1), encargada de rectificar de forma abrasiva las medidas requeridas.

Así mismo, la máquina integra dos motores, uno correspondiente al portamuelas y otro al portapiezas, y un sistema de sujeción que garantiza que la 9

pieza esté siempre estable para asegurar precisión en el proceso.

Características

Las

rectificadoras requieren

para su funcionamiento como mínimo, la conjunción de tres movimientos: el de corte, realizado por la muela que gira continuamente a altas revoluciones; el de avance o alimentación, realizado por la pieza, y el de penetración, que siempre lo efectúa la muela. Hoy estos equipos desarrollan altas velocidades de corte, de hecho la celeridad de giro de una muela puede llegar hasta 30.000 revoluciones por minuto (rpm) dependiendo del diámetro de la muela, y tienen la capacidad de arrancar virutas en micras gracias a que la muela está compuesta de granos abrasivos muy duros y resistentes al desgaste y a la rotura, por lo que permiten alcanzar precisiones y calidades superficiales imposibles de obtener con otros procedimientos.

Pero aunque la máquina trabaja a partir de un mecanismo realmente sencillo, éste requiere de buenas prácticas de aplicación y conocimiento de abrasivos, pues no realizar un correcto proceso de montaje de una pieza, el ajuste de la máquina o incluso, descuidar la lubricación tendrá como resultado un rectificado de baja calidad que, además, puede ocasionar accidentes.

Tipos de rectificadoras

Las

máquinas rectificadoras

para piezas metálicas consisten en un bastidor que contiene una muela giratoria compuesta de granos abrasivos muy duros y resistentes al desgaste y a la rotura, cada grano abrasivo está encargado de arrancar una pequeña cantidad de material de pieza, de forma similar a como lo hace un filo de corte en una fresa.

Según las características de las piezas a rectificar se utilizan diversos tipos de rectificadoras, siendo las más destacadas las siguientes:

algunas máquinas pueden lograr una elevada precisión.

b) Rectificadoras tangenciales: la muela gira sobre un husillo horizontal, trabaja de canto sobre la pieza y se desplaza con un movimiento circular y pendular. Se utilizan para trabajos de alta precisión en superficies planas sencillas, superficies abocinadas o inclinadas, ranuras, superficies planas próximas a hombros, superficies empotradas y perfiles.

2) cilíndricas

Rectificadoras

1) Rectificadoras planas o de superficie

Estas

máquinas son las que presentan el manejo más sencillo, ya que constan solamente de un carro longitudinal que otorga el movimiento de translación a la pieza y la muela, que imprime el movimiento de rotación. Se distinguen dos subtipos según la posición de la muela:

a) Rectificadoras frontales: la muela gira sobre un husillo vertical, trabaja plana contra la pieza y se desplaza con un movimiento rectilíneo. Se utilizan generalmente para la eliminación rápida del material, aunque 10

La

rectificadora cilíndrica puede funcionar de una variedad de formas, sin embargo, la pieza debe tener un eje central de rotación. Esto incluye pero no se limita a las formas tales como un cilindro, un cono, una elipse, una leva o un cigüeñal. También se distinguen varios subtipos:

A) Rectificadoras cilíndricas externas: el rectificado se realiza en la superficie externa de una pieza entre centros, los cuales permiten la rotación de la misma.

A su vez, la muela también gira en la misma dirección cuando entra en contacto con la pieza

Donde: a) cabezal portapieza

del

husillo

b) anillo metálico de sujeción c) pieza d) muela Donde: a) representa el movimiento de rotación de la muela; b) representa el movimiento de rotación la pieza; c) representa el avance en profundidad que determina el espesor de la viruta y d) representa el avance lateral, ya sea de la pieza (esquema 1) o de la muela (esquema 2).

B) Rectificadoras cilíndricas internas: el rectificado se realiza en el interior de una pieza. La muela abrasiva es siempre menor que el ancho de la pieza. Un anillo metálico sostiene a la pieza, imprimiéndole el movimiento.

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e) husillo portamuela f) cabezal portamuela.

del

husillo

C) Rectificadoras sin centros: este tipo de máquinas rectifican piezas cilíndricas de dimensiones pequeñas, como casquillos, bulones o pasadores.

El mecanismo consta de dos muelas que giran en el mismo sentido, entre medio de las cuales se coloca la pieza, sin sujeción (por eso el mecanismo se denomina “sin centros”) que gira en sentido opuesto al de las muelas, impulsada por el movimiento de la muela de arrastre, que está inclinada un cierto ángulo de entre 1 y 5 grados, dependiendo de la

dureza del material a rectificar y del diámetro de la pieza. La figura de abajo muestra un esquema del proceso.

hidráulico, mientras las muelas reciben el movimiento de rotación, opuesto al de la pieza.

La dureza o las características de las piezas definen la velocidad de rotación del eje por medio de reguladores de velocidad. La figura de abajo esquematiza las partes principales de una rectificadora universal.

Donde: a) guía; b) muela; c) muela de arrastre y se observa la pieza cilíndrica entre ambas muelas.

3) Rectificadoras universales

Se

trata de las máquinas que ofrecen mayor capacidad de trabajo, ya que mecanizan cuerpos de revolución. Con estas máquinas de gran robustez y envergadura se logra el rectificado tanto de exteriores como interiores de árboles de levas, cigüeñales, interiores de cilindros, conos, camisas y muchas otras piezas.

El carro longitudinal de la máquina proporciona el movimiento de traslación a las piezas en rotación a través de su avance y retorno automático provisto por un mecanismo 12

4) especiales

Para

Rectificadoras

el rectificado de piezas con cierta geometría mecánica o que contienen orificios y que no pueden girar sobre sí mismas se utilizan máquinas especiales, cuyo tamaño es por lo general de pequeñas dimensiones y envergadura, que reciben el nombre de rectificadoras especiales. Poseen un husillo vertical (a veces denominado husillo planetario) cuya muela, además de girar, realiza una traslación circular.

Estas máquinas se utilizan, por ejemplo, para rectificar una infinidad de piezas, tales como, entre otros, dientes de engranajes, perfiles,

ruedas dentadas, roscas, cilindros de laminación, guías de bancada, pastillas de freno, estrías, fresas madre, rodamientos, radios, álabes de turbina y trenes de aterrizaje de aviones.

5) Rectificadoras con sistema de control CNC

Hoy

en día, el avance tecnológico ha introducido en el mercado las rectificadoras con control CNC para todos los tipos vistos más arriba, las cuales reúnen una serie de ventajas con respecto a las convencionales, entre las que podemos mencionar: 

unificación de movimientos para el rectificado (superior, frontal e inferior) en una sola máquina 

total automatización, con mínima intervención del operario 

mayores dimensiones de la máquina, lo que posibilita rectificar piezas de gran tamaño 

sistemas de sujeción magnética de la pieza 

disponibilidad diversas formas bancadas o mesas trabajo 13

de de de



mejoramiento de los tiempos y la precisión del rectificado 

incorporación de servomtores para cada eje, lo que permite un posicionamiento más preciso de la pieza control automático del estado de las muelas 

posibilidad de programar coordenadas cartesianas y establecer la distancia exacta de rectificado 

funcionamiento en un entorno cerrado, sin proyección externa de virutas, polvo o residuos