Tema 3. Conformación por arranque de material, apartado: MÁQUINAS
TORNO .......................................................................................................................................... 2 ESTRUCTURA DEL TORNO ......................................................................................................... 2 EQUIPO AUXILIAR ..................................................................................................................... 3 TIPOS DE TORNO ...................................................................................................................... 4 TORNO PARALELO ................................................................................................................ 4 TORNO COPIADOR ............................................................................................................... 4 TORNO REVÓLVER ................................................................................................................ 5 TORNO AUTOMÁTICO .......................................................................................................... 5 TORNO VERTICAL ................................................................................................................. 6 TORNO CNC .......................................................................................................................... 6 FRESADORA ................................................................................................................................... 6 TIPOS DE FRESADORAS ............................................................................................................. 6 FRESADORA HORIZONTAL .................................................................................................... 6 FRESADORA HORIZONTAL .................................................................................................... 7 FRESADORA UNIVERSAL ....................................................................................................... 7 FRESADORAS COPIADORAS .................................................................................................. 8 TALADRO ....................................................................................................................................... 8 TIPOS DE TALADRADORAS ........................................................................................................ 8 TALADRO COLUMNA ............................................................................................................ 9 TALADRO FRESADORA .......................................................................................................... 9 TALADRO MÚLTIPLE ............................................................................................................. 9 BROCHADORA ............................................................................................................................. 10 LIMADORA .................................................................................................................................. 10 CEPILLADORA .............................................................................................................................. 10 MORTAJADORA ........................................................................................................................... 11 SIERRA ......................................................................................................................................... 11 TIPOS DE SIERRA ..................................................................................................................... 11 SIERRA ALTERNATIVA ......................................................................................................... 11 SIERRA DE CINTA ................................................................................................................ 11 TRONZADORA ..................................................................................................................... 12 RECTIFICADORA .......................................................................................................................... 12 TIPOS DE RECTIFICADORAS ..................................................................................................... 13 RECTIFICADORAS PLANEADORAS O TANGENCIALES .......................................................... 13 RECTIFICADORA SIN CENTROS ........................................................................................... 14 RECTIFICADORA UNIVERSAL ............................................................................................... 14
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TORNO Se denomina torno a un conjunto de máquinas y herramientas que permiten mecanizar piezas de forma geométrica de revolución. Estas máquinas-‐herramientas operan haciendo girar la pieza a mecanizar (sujeta en el cabezal o fijada entre los puntos de centraje) mientras una o varias herramientas de corte son empujadas en un movimiento regulado de avance contra la superficie de la pieza, cortando la viruta de acuerdo con las condiciones tecnológicas de mecanizado adecuadas. Es una máquina básica en el proceso industrial de mecanizado. La herramienta de corte va montada sobre un carro que se desplaza sobre unas guías o rieles paralelos al eje de giro de la pieza que se tornea, llamado eje Z; sobre este carro hay otro que se mueve según el eje X, en dirección radial a la pieza que se tornea, y puede haber un tercer carro llamado charriot que se puede inclinar, para hacer conos, y donde se apoya la torreta portaherramientas. Cuando el carro principal desplaza la herramienta a lo largo del eje de rotación, produce el cilindrado (poniendo el cilindro “acostado”, es la parte perpendicular al eje de giro) de la pieza, y cuando el carro transversal se desplaza de forma perpendicular al eje de simetría de la pieza se realiza la operación denominada refrentado (mirando el cilindro como antes, son las caras laterales del cilindro). Los tornos copiadores, automáticos y de control numérico llevan sistemas que permiten trabajar a los dos carros de forma simultánea, consiguiendo cilindrados cónicos y esféricos.
ESTRUCTURA DEL TORNO El torno tiene cinco componentes principales: 2
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. Contrapunto: el contrapunto es el elemento que se utiliza para servir de apoyo y poder colocar las piezas que son torneadas entre puntos, así como otros elementos tales como portabrocas o brocas para hacer taladros en el centro de los ejes. Este contrapunto puede moverse y fijarse en diversas posiciones a lo largo de la bancada. Carro portátil: consta del carro principal, que produce los movimientos de la herramienta en dirección axial; y del carro transversal, que se desliza transversalmente sobre el carro principal en dirección radial. En los tornos paralelos hay además un carro superior orientable, formado a su vez por tres piezas: la base, el charriot y la torreta portaherramientas. Su base está apoyada sobre una plataforma giratoria para orientarlo en cualquier dirección. Cabezal giratorio o chuck: su función consiste en sujetar la pieza a mecanizar. Hay varios tipos, como el chuck independiente de cuatro mordazas o el universal, mayoritariamente empleado en el taller mecánico, al igual que hay chucks magnéticos y de seis mordazas.
EQUIPO AUXILIAR 1. Plato de sujeción de garras: sujeta la pieza de trabajo en el cabezal y transmite el movimiento. 2. Centros: soportan la pieza de trabajo en el cabezal y en la contrapunta. 3. 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. 4. Soporte fijo o luneta fija o cabezal móvil: soporta el extremo extendido de la pieza de trabajo cuando no puede usarse la contrapunta. 5. Soporte móvil o luneta móvil: se monta en el carro y permite soportar piezas de trabajo largas cerca del punto de corte. 3
6. Torreta  portaherramientas  con  alineaciĂłn  mĂşltiple.   7. Plato  de  arrastre:  para  amarrar  piezas  de  difĂcil  sujeciĂłn.   8. Plato  de  garras  independientes:  tiene  4  garras  que  actĂşan  de  forma  independiente  unas  de  otras.   Con  los  datos  de  avance  y  profundidad,  hallamos  la  velocidad  de  corte  (“D  (m)â€?  es  el  diĂĄmetro  de  la  pieza  y  “n(rpm)â€?  son  las  revoluciones  por  minuto):   đ?œ‹âˆ™đ??ˇâˆ™đ?‘› đ?‘Ł!"#$%  =   1000  Â
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TIPOS Â DE Â TORNO Â
  TORNO  PARALELO    El  torno  paralelo  o  mecĂĄnico  es  el  tipo  de  torno  que  evolucionĂł  partiendo  de  los  tornos  antiguos  cuando  se  le  fueron  incorporando  nuevos  equipamientos  que  lograron  convertirlo  en  una  de  las  mĂĄquinas  herramientas  mĂĄs  importante  que  han  existido.  Sin  embargo,  en  la  actualidad  este  tipo  de  torno  estĂĄ  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.  Los  tornos  paralelos  llevan  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.  Encima  del  charriot  va  fijada  la  torreta  portaherramientas.   Para  la  fabricaciĂłn  en  serie  y  de  precisiĂłn  han  sido  sustituidos  por  tornos  copiadores,  revĂłlver,  automĂĄticos  y  de  CNC.     TORNO  COPIADOR   Se  llama  torno  copiador  a  un  tipo  de  torno  que  operando  con  un  dispositivo  hidrĂĄulico  y  electrĂłnico  permite  el  torneado  de  piezas  de  acuerdo  a  las  caracterĂsticas  de  la  misma  siguiendo  el  perfil  de  una  plantilla  que  reproduce  una  replica  igual  a  la  guĂa.   Este  tipo  de  tornos  se  utiliza  para  el  torneado  de  aquellas  piezas  que  tienen  diferentes  escalones  de  diĂĄmetros,  que  han  sido  previamente  forjadas  o  fundidas  y  que  tienen  4  Â
poco material excedente. También son muy utilizados estos tornos en el trabajo de la madera y del mármol artístico para dar forma a las columnas embellecedoras. TORNO REVÓLVER El 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. El torno revólver lleva un carro con una torreta giratoria en la que se insertan las diferentes herramientas que realizan el mecanizado de la pieza. También se pueden mecanizar piezas de forma individual, fijándolas a un plato de garras de accionamiento hidráulico. TORNO AUTOMÁTICO Se llama torno automático a un tipo de torno cuyo proceso de trabajo está enteramente automatizado. La alimentación de la barra necesaria para cada pieza se hace también de forma automática, a partir de una barra larga que se inserta por un tubo que tiene el cabezal y se sujeta mediante pinzas de apriete hidráulico. Husillo: es un tipo de tornillo largo y de gran diámetro, utilizado para accionar los elementos de apriete tales como prensas o mordazas. Estos tornos pueden ser de un solo husillo o de varios husillos: •
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Los de un solo husillo se emplean básicamente para el mecanizado de piezas pequeñas que requieran grandes series de producción. Cuando se trata de mecanizar piezas de dimensiones mayores se utilizan los tornos automáticos multihusillos donde de forma programada en cada husillo se va realizando una parte del mecanizado de la pieza. Como los husillos van cambiando de posición, el mecanizado final de la pieza resulta muy rápido porque todos los husillos mecanizan la misma pieza de forma simultánea.
Un tipo de torno automático es el conocido como "tipo suizo", capaz de mecanizar piezas muy pequeñas con tolerancias muy estrechas. TORNO VERTICAL El 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. TORNO CNC El 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 porque la trayectoria de la herramienta de torneado es controlada por un ordenador que lleva incorporado.
FRESADORA Una fresadora es una máquina herramienta utilizada para realizar mecanizados por arranque de viruta mediante el movimiento de una herramienta rotativa de varios filos de corte denominada fresa. En las fresadoras tradicionales, la pieza se desplaza acercando las zonas a mecanizar a la herramienta, permitiendo obtener formas diversas, desde superficies planas a otras más complejas. (El empleo de estas máquinas, con elementos móviles y cortantes, así como líquidos tóxicos para la refrigeración y lubricación del corte, requiere unas condiciones de trabajo que preserven la seguridad y salud de los trabajadores y eviten daños a las máquinas, a las instalaciones y a los productos finales o semielaborados).
TIPOS DE FRESADORAS Dependiendo de la orientación del eje de giro de la herramienta de corte, se distinguen tres tipos de fresadoras: horizontales, verticales y universales. FRESADORA HORIZONTAL 6
Una fresadora horizontal utiliza fresas cilíndricas que se montan sobre un eje horizontal accionado por el cabezal de la máquina y apoyado por un extremo sobre dicho cabezal y por el otro sobre un rodamiento situado en el puente deslizante llamado carnero o puente deslizante. Esta máquina permite realizar principalmente trabajos de ranurado, con diferentes perfiles o formas de las ranuras. Cuando las operaciones a realizar lo permiten, principalmente al realizar varias ranuras paralelas, puede aumentarse la productividad montando en el eje portaherramientas varias fresas conjuntamente formando un tren de fresado. La profundidad máxima de una ranura está limitada por la diferencia entre el radio exterior de la fresa y el radio exterior de los casquillos de separación que la sujetan al eje portafresas. Ponemos las partes dela fresadora horizontal para hacernos una idea e ir aplicando al resto de los tipos de fresadoras:
FRESADORA HORIZONTAL En una fresadora vertical, el eje del husillo está orientado verticalmente, perpendicular a la mesa de trabajo. Las fresas de corte se montan en el husillo y giran sobre su eje. En general, puede desplazarse verticalmente, bien el husillo, o bien la mesa, lo que permite profundizar el corte. Hay dos tipos de fresadoras verticales: las fresadoras de banco fijo o de bancada y las fresadoras de torreta o de consola. En una fresadora de torreta, el husillo permanece estacionario durante las operaciones de corte y la mesa se mueve tanto horizontalmente como verticalmente. En las fresadoras de banco fijo, sin embargo, la mesa se mueve sólo perpendicularmente al husillo, mientras que el husillo en sí se mueve paralelamente a su propio eje. FRESADORA UNIVERSAL Una fresadora universal tiene un husillo principal para el acoplamiento de ejes portaherramientas horizontales y un cabezal que se acopla a dicho husillo y que convierte la máquina en una fresadora vertical. Su ámbito de aplicación está limitado principalmente por el costo y por el tamaño de las piezas que se pueden trabajar. En las fresadoras universales, al igual que en las horizontales, el puente es deslizante, 7
conocido en el argot como carnero, puede desplazarse de delante a detrás y viceversa sobre unas guías. FRESADORAS COPIADORAS Las fresadoras copiadoras, catalogadas dentro de las fresadores especiales, disponen de dos mesas: una de trabajo sobre la que se sujeta la pieza a mecanizar y otra auxiliar sobre la que se coloca un modelo. El eje vertical de la herramienta está suspendido de un mecanismo con forma de pantógrafo (para editar las plantillas) que está conectado también a un palpador sobre la mesa auxiliar. Al seguir con el palpador el contorno del modelo, se define el movimiento de la herramienta que mecaniza la pieza. Otras fresadoras copiadoras utilizan, en lugar de un sistema mecánico de seguimiento, sistemas hidráulicos, electro-‐hidráulicos o electrónicos.
TALADRO Broca: también denominada mecha (dependiendo de su tamaño), es una pieza metálica de corte que crea orificios en diversos materiales cuando se coloca en una herramienta mecánica como taladro, berbiquí u otra máquina afín. Su función es quitar material y formar un orificio o cavidad cilíndrica.) Taladradora: máquina herramienta donde se mecanizan la mayoría de los agujeros que se hacen a las piezas en los talleres mecánicos. Destacan estas máquinas por la sencillez de su manejo. Tienen dos movimientos, el de rotación de la broca que le imprime el motor eléctrico de la máquina a través de una transmisión por poleas y engranajes y el de avance de penetración de la broca, que puede realizarse de forma manual sensitiva o de forma automática, si incorpora transmisión para hacerlo. Taladrar: operación de mecanizado que tiene por objeto producir agujeros cilíndricos en una pieza cualquiera, utilizando como herramienta una broca. La operación de taladrar se puede hacer con un taladro portátil, con una máquina taladradora, en un torno, en una fresadora, en un centro de mecanizado CNC o en una mandrinadora. De todos los procesos de mecanizado, el taladrado es considerado como uno de los procesos más importantes debido a su amplio uso y facilidad de realización, puesto que es una de las operaciones de mecanizado más sencillas de realizar y que se hace necesario en la mayoría de componentes que se fabrican.
TIPOS DE TALADRADORAS 8
TALADRO COLUMNA Taladro columna: el taladro de columna es una herramienta que facilita el mantener una perfecta verticalidad de la broca al realizar el orificio y ejercer una presión uniforme durante todo el proceso. Por todo ello el taladro de columna nos permite realizar agujeros de mucha precisión y alta calidad con muy poco esfuerzo. Sus partes son: cabezal o cuerpo del taladro, palanca de penetración o volante de avance, mecanismo de velocidades, portabroca o mandril, broca, columna del taladro, escala o mecanismo de graduación de profundidad y mesa de trabajo. Vuelvo a poner una foto con las partes para tomar referencia de dicha máquina y así poder intuír las siguientes:
TALADRO FRESADORA Taladro fresadora. Se le adapta una fresa al taladro convencional. TALADRO MÚLTIPLE Taladro múltiple: Cuando varios árboles taladradores son montados en un banco, éste es conocido como taladro múltiple. Este tipo se adapta al trabajo de producción donde varias operaciones deben ser desarrolladas. La pieza a trabajar se monta en un dispositivo que puede deslizarse sobre la mesa de un árbol al siguiente. La disposición es similar a la operación de varios taladros independientes pero mucho más 9
conveniente por lo compacto.
BROCHADORA Una brochadora es una máquina herramienta diseñada y construida para poder mecanizar ranuras. (Ver foto en la presentación)
LIMADORA La limadora mecánica es una máquina herramienta para el mecanizado de piezas por arranque de viruta, mediante el movimiento lineal alternativo de la herramienta o movimiento de corte. La mesa que sujeta la pieza a mecanizar realiza un movimiento de avance transversal, que puede ser intermitente para realizar determinados trabajos, como la generación de una superficie plana o de ranuras equidistantes. Asimismo, también es posible desplazar verticalmente la herramienta o la mesa, manual o automáticamente, para aumentar la profundidad de pasada. La limadora mecánica permite el mecanizado de piezas pequeñas y medianas y, por su fácil manejo y bajo consumo energético, es preferible su uso al de otras máquinas herramienta para la generación de superficies planas de menos de 800 mm de longitud. Generalmente está formada por: ancada, guías, mesa, carnero, mecanismo de accionamiento del carnero. (Ver foto en la presentación)
CEPILLADORA
Los cepillos de codo son también conocidos como máquinas mortajadoras horizontales, pueden trabajar piezas de hasta 800mm de longitud y generan acabados de desbaste o de afinado. La cepilladora para metales se creó con la finalidad de remover metal para producir superficies planas horizontales, verticales o inclinadas, dónde la pieza de trabajo se sujeta a una prensa de tornillo o directamente en la mesa. Las cepilladoras tienen un sólo tipo de movimiento de su brazo o carro éste es de vaivén, mientras que los movimientos para dar la profundidad del corte y avance se dan por medio de la mesa de trabajo. Los cepillos emplean una herramienta de corte de punta, semejante a la del torno. Ésta herramienta se fija a un poste, fijado a su vez a un carro, como ya se mencionó, 10
esta tiene movimiento de vaivén, empujando la herramienta de corte de un lado a otro de la pieza. La carrera de la corredera hacia adelante es la carrera de corte. Con la carrera de regreso, la herramienta regresa a la posición inicial. Cuando regresa, la mesa y la pieza avanzan la cantidad deseada para el siguiente corte, es decir, un arete (carro) impulsa la herramienta de corte en ambas direcciones en un plano horizontal, con un movimiento alterno. Éste movimiento rectilíneo alternativo comprende una carrera activa de ida, durante la cual tiene lugar el arranque de viruta, la carrera de retorno pasiva en vacío. (Ver foto en la presentación)
MORTAJADORA Una mortajadora o limadora vertical es una máquina cuya herramienta, dotada de movimiento rectilíneo alternativo, arranca viruta al moverse sobre piezas fijadas sobre la mesa de la máquina. Las mortajadoras se utilizan principalmente para mecanizar ranuras, pero también se emplean para contornear levas, placas, palancas, tallar engranajes, etc. Las mortajadoras, al igual que las cepilladoras y las limadoras, tienen bajo rendimiento. Esto, unido a que se pueden realizar los mismos trabajos en piezas pequeñas con otras máquinas como la fresadora, ha contribuido a que no haya adquirido la perfección de otras máquinas herramienta. (Ver foto en la presentación)
SIERRA Máquina de corte. La herramienta es de dientes finos y está tensionada sobre una montura. Requieren de un refrigerante que vaya suministrándose constantemente sobre la cuchilla, impidiendo un sobrecalentamiento que causaría defectos en los cortes y acortaría su de vida útil.
TIPOS DE SIERRA SIERRA ALTERNATIVA Una sierra alternativa para metales, del tipo de sobremesa por sus reducidas dimensiones y portátil manualmente por su poco peso, en la cual el arco porta-‐sierra está animado por un movimiento alternativo. SIERRA DE CINTA Compuesta por el motor, volante, guías, bombas hidráulicas, bombas de refrigeración, 11
prensas (ejerce la presión necesaria al cortar para evitar errores) y la propia cinta.
TRONZADORA La tronzadoras o ingletadoras están construidas para los trabajos más exigentes y duros en cualquier taller de madera, aluminio o plástico.
RECTIFICADORA 12
La rectificadora es una máquina herramienta, utilizada para realizar mecanizados por abrasión, con mayor precisión dimensional y menores rugosidades que en el mecanizado por arranque de viruta. Las piezas que se rectifican son principalmente de acero endurecido mediante tratamiento térmico. Para el rectificado se utilizan discos abrasivos robustos, llamados muelas. El rectificado se aplica luego que la pieza ha sido sometida a otras máquinas herramientas que han quitado las impurezas mayores, dejando solamente un pequeño excedente de material para ser eliminado por la rectificadora con precisión. A veces a una operación de rectificado le siguen otras de pulido y lapeado (operación de mecanizado en la que se frotan dos superficies con un abrasivo de grano muy fino entre ambas, para mejorar el acabado y disminuir la rugosidad superficial), como por ejemplo en la fabricación de cristales para lentes. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
Banco de la máquina. Gañas. Mesa. Carrito para la cabeza rectificadora. Alimentación para la herramienta de rectificar. Motor par la muela. Cabeza rectificadora. Sistema refrigerante.
TIPOS DE RECTIFICADORAS RECTIFICADORAS PLANEADORAS O TANGENCIALES Las rectificadoras planeadoras o tangenciales consisten de un cabezal provisto de una muela y un carro longitudinal que se mueve en forma de vaivén en el que se coloca la pieza a rectificar. También puede colocarse sobre una plataforma magnética. Generalmente se utiliza para rectificar matrices, calzos y ajustes con superficies planas. 13
RECTIFICADORA SIN CENTROS La rectificadora sin centros (centerless) consta de dos muelas y se utilizan para el rectificado de pequeñas piezas cilíndricas, como bulones, casquillos, pasadores, etc. Permite automatizar la alimentación de las piezas, facilitando el funcionamiento continuo y la producción de grandes series de la misma pieza. En este caso la superficie de la pieza se apoya sobre la platina de soporte entre el disco rectificador (que gira rápidamente) y la platina regulable pequeña (que se mueve lentamente). RECTIFICADORA UNIVERSAL Las rectificadoras universales se utilizan para todo tipo de rectificados en diámetros exteriores de ejes. Son máquinas de gran envergadura cuyo cabezal portamuelas tiene un variador de velocidad para adecuarlo a las características de la muela que lleva incorporada y al tipo de pieza que rectifica.
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