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Tornos a partir de 1950 (página 2)




Partes: 1, 2, 3, 4


El diseño y patente en 1890 de la caja de Norton, incorporada a los tornos paralelos dió solución al cambio manual de engranajes para fijar los pasos de las piezas a roscar.

El año 1894, la empresa "Hendey Machine Co.", inició la fabricación de tornos con este tipo de caja.

A partir de 1910, se construyen los primeros tornos del Estado español por Ramón Larramendi de Rentaría, y más tarde por Cruz Ochoa de Éibar y Cándido Echeandia.

La fundación de Elgoibar, con el nombre de Villamayor de Marquina, en una superficie llana de unas dos hectáreas, se llevó a cabo por Carta Puebla dada en Valladolid el 20 de Diciembre de 1346, por el Rey Alfonso XI. Respondía a la petición de los habitantes de la zona que deseaban defenderse con una villa amurallada de las continuas invasiones de maleantes y de las luchas entre banderizos.

Tuvieron que transcurrir 126 años desde la fundación de la villa hasta que las Juntas Generales celebradas en Zestoa el 3 de Diciembre de 1472, atendiendo al deseo de sus moradores, decidieron cambiar su denominación inicial por la actual, con lo que prevaleció el nombre del paraje donde se asentó la villa.

El descubrimiento de América tuvo una gran transcendencia puesto que muchos elgoibarreses emigraron "a las Indias" en busca de prosperidad y evangelización.

Por otra parte, la ubicación de Elgoibar junto al río Deba y alguno de sus afluentes en una zona de abundantes bosques y en una estratégica ruta comercial -la que unía el puerto de Deba con Vitoria y el interior de España- tuvo en el pasado una gran importancia en las actividades económicas e industriales de los elgoibarreses.

Llegó a haber 16 ferrerías en la jurisdicción de Elgoibar, consecuencia sobre todo, de las necesidades de armamento y pertrechos militares, lo que dio lugar a un intenso tráfico comercial para abastecerse deñ "fierro vizcaíno" que llegaba de Somorrostro así como para la expedición de los productos obtenidos en la zona y los que provenían del interior.

Asimismo, la fabricación de armas fue muy importante en la zona a lo largo de los siglos, produciéndose una cierta especialización de Elgoibar en el forjado. Hay que añadir que los elgoibarreses destacaron en la fabricación de rejas, siendo numerosos las iglesias, acapillas y palacios de una amplia zona en la que pueden contemplarse las realizaciones de los artistas rejeros elgoibarreses. Junto a todo ello hay que destacar la puesta en marcha -se inauguró el 29 de julio de 1877- de la "fabrica de San Pedro", con dos altos hornos de carbón vegetal, y que supuso la conexión con la actividad tradicional de las ferrerías de las que no quedaba en Gipuzkoa ninguna al finalizar la década de 1870.

Poco después, en los primeros años del siglo XX se inicia la construcción de máquinas-herramienta en la sociedad formada por Eulogio Estarta y José León Ciarán, que en 1913 comenzaron a fabricar taladros y tornos pedal para la industria de armas, aprovechando las capacidades de los trabajadores de la zona en el manejo del hierro.

Esta actividad ha convertido a Elgoibar en el centro de nuestra fabricación de máquinas -herramienta, para el trabajo de los metales, con una ejemplar actividad exportadora que le ha permitido ser ampliamente conocida en muchos países desarrollados y convertirse en el símbolo de esta actividad a nivel estatal.

Y esa historia ha sido la base de nuestro presente, que a su vez es la base de nuestro futuro. Y aquí ya no hay ningún retraso evidente, sino un futuro prometedor basado en una tecnología propia, en una formación avanzada de nuestros recursos humanos, en la aplicación de modernas técnicas de gestión y en un proceso continuo de internacionalización, con mejora de estructuras y, en definitiva, aumento de competitividad.

Hoy estamos en el grupo de los diez primeros países fabricantes y exportadores mundiales y en el mismo nivel prácticamente que Francia y el Reino Unido, países con los que no era posible la más mínima comparación tan solo hace 25 años.

Esta tradición industrial nos lleva a la fabricación de las primeras máquinas, hace ya más de 100 años y, a partir de entonces, son más de 600 empresas las que en un momento u otro se han dedicado a la fabricación de máquinas-herramienta en nuestro país.

 El desarrollo y generalización de la máquina-herramienta, fue principalmente un logro del siglo XIX, aunque en realidad sus comienzos se remontan a muchos años atrás.

Aunque anteriormente, durante muchos siglos, las estructuras de las máquinas - herramienta eran de madera, a partir de principios del siglo XIX están compuestas de estructuras metálicas de fundición gris, y mecanismos cinemáticos para lograr los movimientos de trabajo necesarios en cada caso.

Las máquinas-herramienta se basan en unos principios de funcionamiento resumidos en dos formas de movimiento: el rectilíneo y el circular, que se obtienen con mecanismos de relativa simplicidad, trabajando todas las máquinas aplicando uno u otro de estos movimientos o una combinación de ambos.

Toda máquina-herramienta, para trabajar en condiciones normales de trabajo debe estar nivelada y firmemente atada al suelo. También deben ir atadas las piezas a mecanizar y las herramientas de trabajo.

El desarrollo industrial del siglo XIX fue posible por el desarrollo y empleo de diversos tipos de máquinas y procesos de trabajo, aplicados a la fabricación de piezas metálicas de todo tipo de máquinas, estructuras y componentes. La fabricación de barcos, trenes, automóviles, aviones y todo tipo de maquinaria, solamente es posible utilizando máquinas-herramienta.

Solamente con máquinas-herramienta se pueden fabricar otras máquinas y componentes metálicos, pero quizás el rasgo más característico sea que es la única que tiene capacidad de auto reproducirse. Todas las máquinas, componentes y productos metálicos que existen en el mercado han sido producidos, utilizando máquinas-herramienta.

Torno (definición)

El torno, la máquina giratoria más común y más antigua, sujeta una pieza de metal o de madera y la hace girar mientras un útil de corte da forma al objeto. El útil puede moverse paralela o perpendicularmente a la dirección de giro, para obtener piezas con partes cilíndricas o cónicas, o para cortar acanaladuras. Empleando útiles especiales un torno puede utilizarse también para obtener superficies lisas, como las producidas por una fresadora, o para taladrar orificios en la pieza.

Partes del torno

BANCADA:

Es un zócalo de fundición soportado por uno o más pies, que sirve de apoyo y guía a las demás partes principales del torno. La fundición debe ser de la mejor calidad; debe tener dimensiones apropiadas y suficientes para soportar las fuerzas que se originan durante el trabajo, sin experimentar deformación apreciable, aún en los casos más desfavorables. Para facilitar la resistencia suele llevar unos nervios centrales.

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

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 más 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 única. Las distintas velocidades o marchas se obtienen por desplazamiento de engranajes.

Transmisión directa por motor: En lugar de recibir el movimiento a través 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 más directa, pues se evitan pérdidas por deslizamiento de correas.

Caja de cambios: Otra disposición muy frecuente es la colocación de una caja o cambio, situada en la base del torno; desde allí se transmite el movimiento hasta el cabezal por medio de correas. Este sistema se presta muy bien para tornos rápidos y, sobre todo, de precisión. El eje principal queda descargado de tensiones, haciendo que la polea apoye en soportes adecuados.

Variador de velocidades: Para lograr una variación de velocidades, mayor que las limitadas por los mecanismos anteriores, se emplean en algunos tornos variadores de velocidad mecánicos o hidráulicos.

EJE PRINCIPAL:

Es el órgano que más 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 porta piezas.

CONTRA CABEZAL O CABEZAL MÓVIL:

El contra cabezal o cabezal móvil, llamado impropiamente contrapunta, consta de dos piezas de fundición, 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 cilíndrico 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 tiene 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. Además de la forma común, estos puntos giratorios pueden estar adaptados para recibir diversos accesorios según las piezas que se hayan de tornear.

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, también, poder moverse con el movimiento de avance para lograr la superficie deseada. Las superficies que se pueden obtener son todas las de revolución: cilindros y conos, llegando al límite 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 inclínalbe.

Carro principal: Consta de dos partes, una de las cuales se desliza sobre la bancada y la otra, llamada delantal, está atornillada a la primera y desciende por la parte anterior. El delantal lleva en su parte interna los dispositivos para obtener los movimientos automáticos 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 patrón o eje de roscar. El paso que se construye variará según la relación del número de revoluciones de la pieza que se trabaja y del tornillo patrón.

Dispositivo para cilindrar y refrentar: El mismo dispositivo empleado para roscar podría servir para cilindrar, con tal de que el paso sea suficientemente pequeño. 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 piñón que engrana en una cremallera fija en la bancada o a otro piñón en el tornillo transversal. El tren basculante puede también dejarse en posición neutra. En el primer caso se mueve todo el carro y, por tanto, el torno cilindrará; en el segundo, se moverá solamente el carro transversal y el torno refrentará; en el tercer caso, el carro no tendrá ningún movimiento automático. 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.

Carro Transversal: El carro principal lleva una guía 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 automáticamente 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 posición determinada. Este tambor es de gran utilidad para las operaciones de cilindrado y roscado, como se verá más adelante.

Carro Orientable: El carro orientable, llamado también carro portaherramientas, está apoyado sobre una pieza llamada plataforma giratoria, que puede girar alrededor de un eje central y fijarse en cualquier posición al carro transversal por medio de cuatro tornillos. Un círculo o limbo graduado indica en cualquier posición el ángulo que el carro portaherramientas forma con la bancada. Esta pieza lleva una guía en forma de cola de milano en la que se desliza el carro orientable. El movimiento no suele ser automático, sino a mano, mediante un husillo que se da vueltas por medio de una manivela o un pequeño volante. Lleva el husillo un tambor similar al del husillo del carro transversal.

Para fijar varias herramientas de trabajo se emplea con frecuencia la torre portaherramientas, la cual puede llevar hasta cuatro herramientas que se colocan en posición de trabajo por un giro de 90º. 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 graduación de la altura de la herramienta, que además 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.

ACCESORIOS ESPECIALES

Se 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.

Plato y perno de arrastre

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.

Plato de arrastre: para amarrar piezas de difícil sujeción.

Plato de garras independientes: tiene 4 garras que actúan de forma independiente unas de otras.

Plato de garras.

EL TORNO

A= La Bancada.

B= Cabezal Fijo.

C= Carro Principal de Bancada.

D= Carro de Desplazamiento Transversal.

E= Carro Superior porta Herramienta.

F= Porta Herramienta

G= Caja de Movimiento Transversal.

H= Mecanismo de Avance.

I= Tornillo de Roscar o Patrón.

J= Barra de Cilindrar.

K= Barra de Avance.

L= Cabezal Móvil.

M= Plato de Mordaza (Usillo).

N= Palancas de Comando del Movimiento de Rotación.

O= Contrapunta.

U= Guía.

Z= Patas de Apoyo.

Operaciones de trabajo

Refrentado: Se llama así a la realización de superficies planas en el torno. El refrentado puede ser completo, en toda la superficie libre, o parcial, en superficies limitadas. También existe el refrentado interior.

Esquema funcional de refrentado

La operación de refrentado consiste en un mecanizado frontal y perpendicular al eje de las piezas que se realiza para producir un buen acoplamiento en el montaje posterior de las piezas torneadas. Esta operación también es conocida como fronteado. La problemática que tiene el refrentado es que la velocidad de corte en el filo de la herramienta va disminuyendo a medida que avanza hacia el centro, lo que ralentiza la operación. Para mejorar este aspecto muchos tornos modernos incorporan variadores de velocidad en el cabezal de tal forma que se puede ir aumentando la velocidad de giro de la pieza.

Durante el refrentado la profundidad de corte es igual a la dimensión de la capa que se corta, medida en la dirección perpendicular a la cara trabajada (fig. 16, c) y durante el acanalado y tronzado la profundidad de corte es igual a la anchura de la ranura formada por la cuchilla

Desbaste: Quitar las partes mas duras o ásperas de un material que se a trabajar.

Esquema de torneado cilíndrico.

Esta operación consiste en la mecanización exterior a la que se somete a las piezas que tienen mecanizados cilíndricos. Para poder efectuar esta operación, con el carro transversal se regula la profundidad de pasada y, por tanto, el diámetro del cilindro, y con el carro paralelo se regula la longitud del cilindro. El carro paralelo avanza de forma automática de acuerdo al avance de trabajo deseado. En este procedimiento, el acabado superficial y la tolerancia que se obtenga puede ser un factor de gran relevancia. Para asegurar calidad al cilindrado el torno tiene que tener bien ajustada su alineación y concentricidad.

El cilindrado se puede hacer con la pieza al aire sujeta en el plato de garras, si es corta, o con la pieza sujeta entre puntos y un perro de arrastre, o apoyada en luneta fija o móvil si la pieza es de grandes dimensiones y peso. Para realizar el cilindrado de piezas o ejes sujetos entre puntos, es necesario previamente realizar los puntos de centraje en los ejes.

Cuando el cilindrado se realiza en el hueco de la pieza se llama mandrinado.

Moleteado: Es la operación que tiene por objeto producir una superficie áspera o rugosa, para que se adhiera a la mano, con el fin de sujetarla o girarla más fácilmente. La superficie sobre la que se hace el moleteado normalmente es cilíndrica.

El moleteado es un proceso de conformado en frío del material mediante unas moletas que presionan la pieza mientras da vueltas. Dicha deformación produce un incremento del diámetro de partida de la pieza. El moleteado se realiza en piezas que se tengan que manipular a mano, que generalmente vayan roscadas para evitar su resbalamiento que tendrían en caso de que tuviesen la superficie lisa.

El moleteado se realiza en los tornos con unas herramientas que se llaman moletas, de diferente paso y dibujo.

Un ejemplo de moleteado es el que tienen las monedas de 50 céntimos de euro, aunque en este caso el moleteado es para que los invidentes puedan identificar mejor la moneda.

El moleteado por deformación se puede ejecutar de dos maneras:

Radialmente, cuando la longitud moleteada en la pieza coincide con el espesor de la moleta a utilizar.

Longitudinalmente, cuando la longitud excede al espesor de la moleta. Para este segundo caso la moleta siempre ha de estar biselada en sus extremos. Fig. (1)

fig. (1)

Taladrado: El taladrado es la operación que consiste en efectuar un hueco cilíndrico en un cuerpo mediante una herramienta de denominada broca, esto se hace con un movimiento de rotación y de alimentación.

Contrapunto para taladrados.

Muchas piezas que son torneadas requieren ser taladradas con brocas en el centro de sus ejes de rotación. Para esta tarea se utilizan brocas normales, que se sujetan en el contrapunto en un portabrocas o directamente en el alojamiento del contrapunto si el diámetro es grande. Las condiciones tecnológicas del taladrado son las normales de acuerdo a las características del material y tipo de broca que se utilice. Mención aparte merecen los procesos de taladrado profundo donde el proceso ya es muy diferente sobre todo la constitución de la broca que se utiliza.

No todos los tornos pueden realizar todas estas operaciones que se indican, sino que eso depende del tipo de torno que se utilice y de los accesorios o equipamientos que tenga

Velocidad de Avance: Se entiende por Avance al movimiento de la herramienta respecto a la pieza o de esta última respecto a la herramienta en un periodo de tiempo determinado.

Velocidad de Corte: Es la distancia que recorre el "filo de corte de la herramienta al pasar en dirección del movimiento principal (Movimiento de Corte) respecto a la superficie que se trabaja: El movimiento que se origina, la velocidad de corte puede ser rotativo o alternativo; en el primer caso, la velocidad de, corte o velocidad lineal relativa entre pieza y herramienta corresponde a la velocidad tangencial en la zona que se esta efectuando el desprendimiento de la viruta, es decir, donde entran en contacto herramienta y, pieza y debe irse en el punto desfavorable. En el segundo caso, la velocidad relativa en un instante dado es la misma en cualquier punto de la pieza o la herramienta.

R.P.M: Revoluciones Por Minuto.

Torneado esférico

Esquema funcional torneado esférico

El torneado esférico, por ejemplo el de rótulas, no tiene ninguna dificultad si se realiza en un torno de Control Numérico porque, programando sus medidas y la función de mecanizado radial correspondiente, lo realizará de forma perfecta.

Si el torno es automático de gran producción, trabaja con barra y las rótulas no son de gran tamaño, la rotula se consigue con un carro transversal donde las herramientas están afiladas con el perfil de la rótula.

Hacer rótulas de forma manual en un torno paralelo presenta cierta dificultad para conseguir exactitud en la misma. En ese caso es recomendable disponer de una plantilla de la esfera e irla mecanizando de forma manual y acabarla con lima o rasqueta para darle el ajuste final.

Segado o tronzado

Herramienta de ranurar y segar.

Se llama segado a la operación de torneado que se realiza cuando se trabaja con barra y al finalizar el mecanizado de la pieza correspondiente es necesario cortar la barra para separar la pieza de la misma. Para esta operación se utilizan herramientas muy estrechas con un saliente de acuerdo al diámetro que tenga la barra y permita con el carro transversal llegar al centro de la barra. Es una operación muy común en tornos revólver y automáticos alimentados con barra y fabricaciones en serie.

Poleas torneadas.

El ranurado consiste en mecanizar unas ranuras cilíndricas de anchura y profundidad variable en las piezas que se tornean, las cuales tienen muchas utilidades diferentes. Por ejemplo, para alojar una junta tórica, para salida de rosca, para arandelas de presión, etc. En este caso la herramienta tiene ya conformado el ancho de la ranura y actuando con el carro transversal se le da la profundidad deseada. Los canales de las poleas son un ejemplo claro de ranuras torneadas.

Chaflanado

El chaflanado es una operación de torneado muy común que consiste en matar los cantos tanto exteriores como interiores para evitar cortes con los mismos y a su vez facilitar el trabajo y montaje posterior de las piezas. El chaflanado más común suele ser el de 1mm por 45º. Este chaflán se hace atacando directamente los cantos con una herramienta adecuada. (fig. 1)

(Fig.1)

Proceso de chaflanado

Mecanizado de excéntricas

Cigüeñales excéntricos.

Una excéntrica es una pieza que tiene dos o más cilindros con distintos centros o ejes de simetría, tal y como ocurre con los cigüeñales de motor, o los ejes de levas. Una excéntrica es un cuerpo de revolución y por tanto el mecanizado se realiza en un torno. Para mecanizar una excéntrica es necesario primero realizar los puntos de apoyo de los diferentes ejes excéntricos en los extremos de la pieza que se fijará entre puntos.

MECANIZADO DE ESPIRALES

Una espiral es una rosca tallada en un disco plano y mecanizado en un torno, mediante el desplazamiento oportuno del carro transversal. Para ello se debe calcular la transmisión que se pondrá entre el cabezal y el husillo de avance del carro transversal de acuerdo al paso de la rosca espiral. Es una operación poco común en el torneado. Ejemplo de rosca espiral es la que tienen en su interior los platos de garras de los tornos, la cual permite la apertura y cierre de las garras.

Roscado en torno paralelo

Una de las tareas que pueden ejecutarse en un torno paralelo es efectuar roscas de diversos pasos y tamaños tanto exteriores sobre ejes o interiores sobre tuercas. Para ello los tornos paralelos universales incorporan un mecanismo llamado "caja Norton", que facilita esta tarea y evita montar un tren de engranajes cada vez que se quisiera efectuar una rosca.

La caja Norton es un mecanismo compuesto de varios engranajes que fue inventado y patentado en 1890, que se incorpora a los tornos paralelos y dio solución al cambio manual de engranajes para fijar los pasos de las piezas a roscar. Esta caja puede constar de varios trenes desplazables de engranajes o bien de uno basculante y un cono de engranajes. La caja conecta el movimiento del cabezal del torno con el carro portaherramientas que lleva incorporado un husillo de rosca cuadrada.

El sistema mejor conseguido incluye una caja de cambios con varias reductoras. De esta manera con la manipulación de varias palancas se pueden fijar distintas velocidades de avance de carro portaherramientas, permitiendo realizar una gran variedad de pasos de rosca tanto métricos como withworth. Las hay en baño de aceite y en seco, de engranajes tallados de una forma u otra, pero básicamente es una caja de cambios.

Para efectuar el roscado hay que realizar previamente las siguientes tareas:

  • Tornear previamente al diámetro que tenga la rosca

  • Preparar la herramienta de acuerdo con los ángulos del filete de la rosca.

  • Establecer la profundidad de pasada que tenga que tener la rosca hasta conseguir el perfil adecuado.

Hay dos sistemas de realizar roscados en los tornos, de un lado la tradicional que utilizan los tornos paralelos, mediante la Caja Norton, y de otra la que se realiza con los tornos CNC, donde los datos de la roscas van totalmente programados y ya no hace falta la caja Norton para realizarlo.

Para efectuar un roscado con herramienta hay que tener en cuenta lo siguiente:

  • Las roscas pueden ser exteriores (tornillos) o bien interiores (tuercas), debiendo ser sus magnitudes coherentes para que ambos elementos puedan enroscarse.

  • Los elementos que figuran en la tabla son los que hay que tener en cuenta a la hora de realizar una rosca en un torno:

Rosca exterior o macho

Rosca interior o hembra

1

Fondo o base

Cresta o vértice

2

Cresta o vértice

Fondo o base

3

Flanco

Flanco

4

Diámetro del núcleo

Diámetro del taladro

5

Diámetro exterior

Diámetro interior

6

Profundidad de la rosca

7

Paso

/

TIPOS DE ROSCAS:

Técnicamente una rosca es una arista de sección uniforme que tiene la forma de una helicoide sobre la superficie externa o interna de un cilindro, o con la forma de una espiral cónica sobre la superficie externa o interna de un cono, o de un cono truncado. Al roscado de un cilindro se lo llama rosca cilíndrica y al efectuado en un cono o en un cono truncado, rosca cónica.

Tipos normales de roscas: hay doce tipos o series de roscas comercialmente importantes, que son los que siguen:

Tipo de paso grueso: UNC y NC. Se recomienda para usos generales donde no se requieren pasos más finos.

Tipos de paso fino: UNF y NF. Esencialmente igual a la primitiva serie SAE, recomendada para la mayoría de los trabajos en la industria automotriz y aeronáutica.

Tipos de paso extrafino: UNEF y NEF. Igual que la vieja serie SAE fina, se recomienda par usar en materiales de paredes finas o cuando se requiere un gran número de filetes en una longitud dada.

Tipo de ocho hilos. SN. En esta serie hay ocho hilos por pulgada todos los diámetros desde 1 a 6 pulgadas. Esta serie es recomendada para las uniones de cañerías, pernos de pistón y otros cierres donde se establece una tensión inicial en el elemento de cierre para resistir presión de vapor, agua, etc.

Serie de doce filetes; 12UN y 12N. Esta serie tiene doce hilos por pulgada para diámetros que van de ½ a 6 pulgadas. Los tamaños de ½ a 1 ¾ pulgadas se usan en calderería.

Serie de dieciséis filetes: 16UN y 16N. Esta serie tienen dieciséis por pulgada y abarca diámetros que van desde ¾ hasta 6 pulgadas. Se usan en una amplia variedad de aplicaciones, tales como collares de ajuste, retén, etc. que requieren un filete muy fino.

Rosca acmé.

Rosca de diente de sierra.

Rosca cuadrada.

Rosca Brown Sharpe.

Estos últimos cuatro tipos de rosca, se usan principalmente para transmisión de potencia y movimiento.

Rosca normal americana para tubos, es la rosca cónica normal que se usa en uniones de caños en Estados Unidos.

Rosca Métrica Normal Internacional: se usa mucho en tornillos de medida métrica fabricados en el continente europeo.

Rosca acmé

Rosca de diente de sierra.

Rosca cuadrada

USOS Y APLICACIONES

Las roscas cónicas se usan en uniones de cañerías y en algunas otras aplicaciones donde se requieren uniones herméticas para líquidos. Las cilíndricas, por el contrario, son ampliamente usadas en una gran variedad de aplicaciones. El uso más común es en piezas tales como bulones, tornillos y tuercas, o como parte integral de piezas que deben entre si. Sin embargo, también se usan para trasmitir movimientos de motores, como el husillo principal de los tornos y otras maquinas- herramientas y para proveer movimientos precisos y controlados para efectuar mediciones, como en los calibres micrométricos.

FABRICACIÓN DE ROSCAS:

Fundición de roscas se hace principalmente cono colado en matriz, o maleado de plásticos, y produciéndose relativamente pocas roscas por este método. En los comienzos las mayorías de las roscas se hacían por corte. En la actualidad la mayor parte son laminadas mientras que el corte se usa en pequeñas cantidades o para obtener muy alta precisión.

Cortado de una rosca en el torno. El método más antiguo de cortar mecánicamente roscas fue el torno, y este todavía sigue siendo el método más versátil y simple de cortar roscas. Una ventaja importante adicional es que la operación de roscado puede ser hecha con frecuencia como consecuencia de operaciones en el torno, usando una sola instalación. Sin embargo, dado que la operación consume relativamente bastante tiempo, este método se usa cuando solo deben hacerse unos pocos tornillos.

Existen dos requerimientos básicos para cortar un tornillo en un torno, el primero, es una herramienta montada y conformada con precisión. Esto resulta necesario puesto que el roscado es una forma de operación de corte, el perfil del filete resultante esta determinado por la forma de la herramienta y su posición relativa con la pieza. El segundo requerimiento es que la herramienta debe moverse longitudinalmente en una relación especifica con la rotación de la pieza, puesto que esto determina el avance de la rosca. Este requerimiento es satisfecho automáticamente mediante el uso del husillo principal que provee movimiento al carro.

Laminado de roscas el laminado ha llegado hacer el método más importante para la producción de piezas roscadas. Es una operación de deformación en frío en la cual la rosca se forma haciendo rodar la pieza entre matrices endurecidas, las cuales deforman el material de la pieza dándole la forma de la rosca deseada. Dado que no hay arranque de viruta ni remoción de metal se requiere menos material, con el consiguiente ahorro; la deformación en frío da un aumento de resistencia y puede producir una superficie de muy buena terminación y gran resistencia al desgaste. Las roscas de la mayoría de los bulones y tornillo comerciales se hacen por laminación. En algunos casos, para roscados grandes se usa el laminado en caliente.

El laminado de roscas es un proceso esencialmente sencillo que utiliza dos métodos básicos. Los más simples de estos emplean dos matrices planas, una fija y otra móvil.

Nomenclatura de roscas

La Fig.1, muestra las formas de las roscas Unificada y Americana. La rosca externa tiene las crestas redondeadas o chatas lugar para valles redondeados. Los cuales pueden hacerse intencionadamente o ser la consecuencia de una herramienta gastada. La rosca interna tiene una cresta plana de modo que encajará con el valle redondeado del fileteado externo, y se da una pequeña redondez al valle par dejar algo de juego par la cresta plana del fileteado externo.

En la Fig.2 se muestra la nomenclatura relacionada con las roscas.

Las roscas de perfil trapezoidal, se emplean para elementos que han de realizar el movimiento de desplazamiento reiteradamente. Típicamente se emplean para convertir giros en desplazamientos y viceversa. Un ejemplo muy común se emplea en taburetes de altura regulable. La norma DIN 103 establece una normalización de este tipo de roscas, con ángulo de 30º en el perfil del filete. Se denominan mediante el símbolo "Tr" el diámetro nominal, el signo "x" y el paso. Si tiene más de un hilo se continúa escribiendo la letra "P" y la dimensión (coeficiente entre el paso y el número de hilos) en mm.

Este mismo tipo de perfil pero con los bordes redondeados constituye la rosca con perfil redondo que se indica con el símbolo "Rd" en vez de "Tr"

En tornillería común, para uniones fijas, se emplea la rosca métrica ISO, definida por la UNE17-701 y normalizada por la UNE 17-702. Se muestra en la figura 4 el perfil para un diámetro de rosca nominal d y un paso p. El parámetro h es la altura del triángulo primitivo formado por los encuentros de las caras laterales de los filetes. La denominación se hace mediante la letra "M" seguida del diámetro nominal en milímetros. Si el paso no es el grueso se escribe el símbolo "x" y el paso también en mm. Finalmente, si es necesario, se emplea la inscripción UNE 17-702.

En la norma UNE 17-703 se seleccionan aún más las dimensiones de las roscas métricas para su aplicación en tornillería.

Otro tipo de perfil de rosca común es la rosca cortante en la que el filete tiene sección casi triangular. Se emplea en carpintería, tanto de madera como de aluminio, en todos aquellos usos en que el propio tornillo aterraja el material base. En la norma UNE 17-008 se recomienda el empleo de unos diámetros nominales y los correspondientes diámetros interiores, pasos y anchuras del canto del filete. Este tipo de rosca se indica con el símbolo "Rc" seguido del diámetro nominal y si es necesario la indicación de la mencionada norma.

Por ultimo, mencionaremos el perfil de la rosca de gas Withworth, normalizado en la DIN 11. Como característica principal de este tipo de rosca podemos destacar la estanqueidad de su cierre. Por ello se emplea en la fontanería conducciones y valvulería de líquidos y gases. Se indican con la letra "W" seguida del diámetro nominal. El paso, si no se indica, es el normalizado de 25/8 hilos por pulgada.

La designación el general de una rosca se realiza con la abreviatura del tipo de rosca (Tr, Rd, M, Rc, W u otros) y el diámetro nominal. A continuación, si es necesario, se indican el paso de hélice o paso de rosca en mm (procedido o no de la letra "L"), el paso del perfil también en mm (precedido de la letra "P"), el sentido de la hélice (RH o LH) si no figura se supone que es RH, la clase de tolerancia, longitud ("S" para corta, "L" larga y "N" normal) y el número de hilos.

En general, los propios tornillos, pernos y tuercas se encuentran también normalizados. Basta referirse a la norma que lo regule, indicar el diámetro nominal, la longitud roscada y el tipo de punta para que el tornillo o perno quede perfectamente definido. Lo mismo sucede con las tuercas, cuyos tipos también se encuentran normalizados.

Torneado de conos

Un cono o un tronco de cono de un cuerpo de generación tiene definido por los siguientes conceptos:

  • Diámetro mayor

  • Diámetro menor

  • Longitud

  • Ángulo de inclinación

  • Conicidad

PINZAS CÓNICAS PORTAHERRAMIENTAS.

Los diferentes tornos mecanizan los conos de formas diferentes. En los tornos CNC no hay ningún problema porque, programando adecuadamente sus dimensiones, los carros transversales y longitudinales se desplazan de forma coordinada dando lugar al cono deseado.

En los tornos copiadores tampoco hay problema porque la plantilla de copiado permite que el palpador se desplace por la misma y los carros actúen de forma coordinada.

Para mecanizar conos en los tornos paralelos convencionales se puede hacer de dos formas diferentes. Si la longitud del cono es pequeña, se mecaniza el cono con el charriot inclinado según el ángulo del cono. Si la longitud del cono es muy grande y el eje se mecaniza entre puntos, entonces se desplaza la distancia adecuada el contrapunto según las dimensiones del cono.

Clasificación para las cuchillas de torno

Según la dirección de los movimientos de avance se clasifican en cuchillas de mano izquierda y cuchillas de mano derecha.

Según la forma y situación de la cabeza respecto al cuerpo, las cuchillas se dividen en rectas, acodadas y alargadas.

Por la clase de trabajo a ejecutar se distinguen las cuchillas para cilindrar, de tope, para refrentar (para caras), tronzar, acanalar, perfilar, roscar y mandrilar.

Existen las cuchillas para desbastar (para el mecanizado previo) y las cuchillas para acabar (mecanizado definitivo)

Las cuchillas pueden ser enteras, fabricadas de un mismo material y compuestas: el mango de acero para construcciones y la parte cortante de la cuchilla de metal especial para herramientas.

Las cuchillas compuestas se dividen en

Soldadas, con la plaquita de corte soldada y con la plaquita de corte fijada mecánicamente

CLASIFICACIÓN DE LAS CUCHILLAS SEGÚN LA CLASE DE TRABAJO A EJECUTAR:

a- Recta para Cilindrar;

b- Acodada para Cilindrar;

c- De Tope;

d- De Refrentar (para caras);

e- De Tronzar;

f- De Acanalar;

g- De Perfilar;

h- De Roscar;

i- De Mandrilar Orificios Pasantes;

j- De Tope para Mandrilar.

Partes de las herramientas de corte (útil de corte)

CARA: Es la superficie o superficies sobre las cuales fluye la viruta (superficie de desprendimiento).

FLANCO: Es la superficie de la herramienta frente a la cual pasa la viruta generada en la pieza (superficie de incidencia).

FILO: Es la parte que realiza el corte. El filo principal es la parte del filo que ataca la superficie transitoria en la pieza. El filo secundario es la parte restante del filo de la herramienta.

PUNTA: Es la parte del filo donde se cortan los filos principales y secundarios; puede ser aguda o redondeada o puede ser intersección de esos filos.

HERRAMIENTAS DE CORTE.

Por herramientas se entiende a aquel instrumento que por su forma especial y por su modo de empleo, modifica paulatinamente el aspecto de un cuerpo hasta conseguir el objeto deseado, empleando el mínimo de tiempo y gastando la mínima energía.

Cabe destacar que, Las herramientas monofilos son herramientas de corte que poseen una parte cortante (o elemento productor de viruta) y un cuerpo. Son usadas comúnmente en los tornos, tornos revólver, cepillos, limadoras, mandriladoras y máquinas semejantes.

TIPOS DE HERRAMIENTAS DE CORTE.

Aceros Rápidos (HS").

Se denomina acero rápido a la aleación hierro-carbono con un contenido de carbono de entre 0.7 y 0.9 % a la cual se le agrega un elevado porcentaje de tungsteno (13 a 19'%), cromo (3.5 a 4.5 %), y de vanadio (0.8 a 3.2 %). Las herramientas construidas con estos aceros pueden trabajar con velocidades de corte de 60 m/min. A 100 m/min. (Variando esto con respecto a la velocidad de avance y la profundidad de corte), sin perder el filo de corte hasta, la temperatura de 600° C y conservando una dureza Rockwell de 62 a 64.

Aceros Extra-Rápidos (HSS).

Estos aceros están caracterizados por una notable resistencia al desgaste" del filo de corte aún a temperaturas superiores a los 600° C por lo que las herramientas fabricadas con este material pueden emplearse cuando las velocidades de corte requeridas son mayores a las empleadas para trabajar con herramientas de acero rápido.

Carburos Metálicos o Metales Duros (HM).

También conocidos como METAL DURO (Hard Metal - HM), se desarrolló hacia 1920, con base en los carburos de tántalo (TaC), carburo de titanio ( TiC) y carburo de wolframio (WC), los cuales eran unidos por medio del Co y el Ni, previamente molidos (polvos metalúrgicos), la cohesión se obtiene por el proceso de sinterizado o fritado (proceso de calentar y aplicar grandes presiones hasta el punto de fusión de los componentes, en hornos eléctricos).

Los metales duros, se pueden clasificar desde su composición química así:

- Mono carburos: Su composición es uno de los carburos descritos anteriormente, y su aglutinante es el Co. Ejemplo: WC, es carburo de wolframio (carburo de tungsteno, comercialmente).

- Bicarburos: En su composición entran sólo dos clases de granos de carburos diferentes, el Co es el aglomerante básico. Ejemplo: WC +TiC con liga de Co.

- Tricarburos: En su composición entran las tres clases de granos de carburos: W, Ti, y Ta. El Co, o el Ni son los aglomerantes. Ejemplo: WC +TiC + TaC; con liga de Co.

ALGUNAS CARACTERÍSTICAS:

  • El carburo metálico, es una aleación muy dura y frágil.

  • El TiC aumenta su resistencia térmica y su resistencia al desgaste pero también aumenta su fragilidad.

  • Los bicarburos poseen menor coeficiente de fricción que los mono carburos.

  • Los mono carburos son menos frágiles que los bicarburos.

  • El cobalto, aumenta la ductilidad pero disminuye la dureza y la resistencia al desgaste.

  • Se pueden alcanzar velocidades de más de 2500 m/min.

  • Poseen una dureza de 82-92 HRA y una resistencia térmica de 900-1100° C.

  • En el mecanizado se debe controlar lo mejor que se pueda la temperatura, pues, en el mecanizado de aceros corrientes la viruta se adhiere a los monocarburos a Temp. de 625-750° C. y en los bicarburos a una Temp. de 775-875° C. Esto implica buena refrigeración en el mecanizado.

  • LAS herramientas de HM, se fabrican en geometrías variadas y pequeñas, el cual se une al vástago o cuerpo de la herramienta a través de soldadura básicamente, existiendo otros medios mecánicos como tornillos o pisadores.

Stelitas.

Con base en el acero rápido, se experimento con mayores contenidos de Co y Cr, y pasando el Fe a ser impureza propia del proceso de producción y no admitir tratamiento térmico.

Su composición química es aproximadamente la siguiente:

C = 2 % Co = 47 % Cr = 29 % W = 16 % Si = 0.2 % Mn = 0.6 % Fe = 5.2 %.

Alcanza temperaturas límites de 800° C. y posee una dureza de 65-70 HRC.

Nitruro cúbico de boro (cbn).

También conocido como CBN, es después del diamante el más duro, posee además una elevada dureza en caliente hasta 2000° C, tiene también una excelente estabilidad química durante el mecanizado, es un material de corte relativamente frágil, pero es más tenaz que las cerámicas.

Su mayor aplicación es en el torneado de piezas duras que anteriormente se rectificaban como los aceros forjados, aceros y fundiciones endurecidas, piezas con superficies endurecidas, metales pulvimetalúrgicos con cobalto y hierro, rodillos de laminación de fundición perlática y aleaciones de alta resistencia al calor, redondeando se emplea en materiales con una dureza superior a los 48 HRC, pues, si las piezas son blandas se genera un excesivo desgaste de la herramienta.

El nitruro cúbico de boro se fabrica a gran presión y temperatura con el fin de unir los cristales de boro cúbico con un aglutinante cerámico o metálico.

Cermet – Metal Duro.

Cermet: Cerámica y metal (partículas de cerámica en un aglomerante metálico).

Se denominan así las herramientas de metal duro en las cuales las partículas duras son carburo de titanio (TiC) o carburo de nitruro de titanio (TiCN) o bien nitruro de titanio (TiN), en lugar del carburo de tungsteno (WC). En otras palabras los cermets son metales duros de origen en el titanio, en vez de carburo de tungsteno.


Partes: 1, 2, 3, 4


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