Torneado
El torneado es un metodo eficiente y flexible para mecanizar piezas redondas, en una gran variedad de tamaños y materiales con htas de una sola punta. Existen 4 operaciones basicas de tornear: cilindrar(1),refrentar(2),copiar en angulo(3) y perfilar en redondo(4).
Es una combinacion de los dos movimientos: rotacion de la pieza y movimiento de avance de la hta.
La pieza gira en el torno con una determinada velocidad del husillo (n), medida en revoluciones por minuto(rpm).En relacion con el Ø de la pieza, en el punto en el que esta siendo mecanizada,esto dara lugar a una velocidad de corte o avance superficial(Vc en m/min).
La velocidad de avance(vf-en mm/min) es el desplazamiento de la hta en varias direcciones.El avance por revolucion(f-en m/rev) es el desplazamiento de la hta durante una vuelta de la pieza giratoria. La profundidad de corte(ap-en mm) es la mitad de la diferencia entre el diametro previo a mecanizar y el obtenido con la mecanizacion.La forma en la que se posiciona el filo de corte respecto a la pieza es expresado con el angulo de posicion.
Para una profundidad determinada de corte y avance por revolucion habra una determinada seccion de viruta.El ancho de viruta(la)es el mismo que la longitud efectiva del filo principal.El espesor de viruta(h) es medido a traves del filo de corte, perpendicular al corte y a lo largo del filo principal.
El angulo de posicion afecta a la distribucion de la presion sobre el filo.
Generalmente,cuando se aplica una hta de tornear,la profundidad de corte puede optimizarse utilizando un avance adecuado y productivo.La velocidad de corte es utilizada finalmente para optimizar las condiciones de la operación.
Un gran ángulo de posición dará como resultado una gran componente de fuerza axial, tenderá a doblar la herramienta en torneado exterior. Un equilibrio adecuado repartirá las fuerzas y añadirá estabilidad. El ángulo de posición afecta a la dirección de la salida de la viruta en la arista de corte. Deberán seleccionarse los ángulos de posición de 60 a 80 grados para el torneado general. Esto influirá en la vida de la herramienta y en la productividad. Resultados positivos en: estabilidad debido al equilibrio en las fuerzas, gama de avances para una alta productividad, fuerte punta del filo de la herramienta y la forma en que se realizan la entrada y salida de los cortes y la escala abrasiva para proporcionar el corte más ventajoso.
Una punta aguda es también una punta más frágil, parte más frágil del filo de corte es normalmente la punta. Penetra en el metal y soporta el esfuerzo de la deformación del material. El ángulo de la punta decide el área disponible en el filo proporcionando diferentes tenacidades. Varía entre 35 y 90 grados. Tiene que existir alguna forma de unión para proporcionar un funcionamiento correcto del filo de corte, se logra con un radio entre los dos lados.
El redondeo de la punta es tangente a los filos. Elimina la agudeza y fragilidad,. El tamaño del radio de redondeo de la punta varia considerablemente y ha sido adaptada una gama de valores para plaquitas para cumplir con un numero de requerimientos básicos. Un gran radio también distribuye e corte en una longitud mayor, proporcionando generalmente una vida de herramienta más larga. La disipación del calor más ventajosa con un gran radio. Profundidad de corte es un factor de mayor productividad, si la vida de la herramienta se ve afectada de forma negativa debido a una profundidad de corte, un mayor radio de punta puede mejorar a menudo e rendimiento.
Resistencia al choque se mide por la energía medida necesaria para romper una pieza de prueba. La energía es absorbida y la tenacidad se establece a través de una pieza con una muesca previa para realizar pruebas en una maquina con un péndulo. Midiendo el peso del péndulo y el movimiento se establece la energía requerida. La capacidad de soportar las roturas también se pueden medir utilizando piezas para pruebas con muesca previa. La resistencia al choque de los materiales conlleva un marcado deterioro en lo que respecta a las indicaciones y transiciones rápidas a otros espesores.
El acabado superficial generado en la pieza es influenciado por el tamaño del redondeo de la punta. La forma de la superficie torneada será principalmente el resultado de la combinación de avances por revolución y el radio de la punta.
En la práctica otros factores como velocidad de corte y el desarrollo del desgaste del filo entran en juego.
Ventajas: menor presión y temperatura por unidad longitud de filo en la punta critica y generar n mejor acabado superficial para ciertas gamas de avance.
Un redondeo grande proporcionará una mayor fluidez de virutas que con uno pequeño, un radio de redondeo pequeño producirá una viruta con un espesor casi constante.
Un radio de punta mayor produce una viruta que se estrecha gradualmente.
La longitud de filo en contacto es mayor cuanto mayor es el radio de redondeo de la punta.
En la presión esta aumenta muy repentinamente hacia la punta cuando el radio de redondeo es pequeño y de manera progresiva más lenta cuanto mayor es este radio.
Una profundidad de corte pequeña y el redondeo de la punta serán similares a un filo con un pequeño ángulo de posición y proporcionaran una salida de viruta dirigida hacia fuera de la superficie de la pieza. Con punta redondeada se necesita más potencia para el mecanizado que con una punta aguda.
La viruta se desprende a lo largo del circulo que forma el redondeo de la punta y lo hace con direcciones que convergen hacia el centro de dicho circulo, produciéndose una compresión de la misma.
La distribución de la fuerza entre la dirección axial y radial serán de alguna forma diferentes.
El radio de punta mayor tiene fuerza radial mayor lo que afectara a la estabilidad del mecanizado.
La fuerza radial causara una deformación de la pieza y herramienta respectivamente. Si el espesor de la viruta es demasiado pequeño, no se producirá la rotura de la misma. Una viruta delgada puede hacer que el corte sea intermitente, sin precisión y una vida de herramienta reducida debido a la fricción entre el filo y la pieza.
También la pieza puede verse afectada negativamente cuando tiene lugar la deformación con un endurecimiento superficial.
Las vibraciones aumentan cuando se incrementa el radio de redondeo de la punta. Mayor longitud de corte y la porción de filo que sin corar esta en rozamiento crean demandas de estabilidad en la puesta a punto del mecanizado.
Dentro del alcance necesario de estabilidad y formación de viruta un radio de punta mayor deberá seleccionarse para proporcionar tenacidad en el desbaste y calidad superficial en las operaciones de acabado.
Existen dos niveles principales para establecer la geometría de corte – macro y micro. Una de ellas contempla el filo desde un punto de vista mayor puesto que es más relevante en el desbaste (A). el otro está más próximo a la punta del filo la parte más relevante para acabado.
Existen tres formas básicas de preparar el filo de corte
– Radio: de redondeo de arista. Es el mas conocido como tratamiento es normalmente aplicado a la mayoría de las aristas de corte y se incluyen facetas negativas hasta donde comienza el angulote desprendimiento
– Chaflán: que mata la arista
– Faceta: negativa de refuerzo desde el ángulo de incidencia hasta una cierta longitud en la cara de desprendimiento de la plaquita. EJEM: una plaquita para acabado trabajando con avances y profundidad de corte muy pequeños puede que no tenga faceta solo algunos pequeños redondeos de los filos. Una plaquita para el desbaste pesado tendrá una faceta grande inclinada negativamente para proporcionar la mejor tenacidad.
En lo que respecta a herramientas modernas de tornear, existen tres principales variables:
– Método de sujeción de la plaquita.
– Tipo de plaquita intercambiable y geometría
– Material de corte de la herramienta.
Los principales factores que influyen en la aplicación de las herramientas en las operaciones de tornear son:
- Material de la pieza
- Diseño de la pieza
- Limitaciones
- Máquina
- Estabilidad
- Preparación
- Programa de herramientas
- Rendimiento
- Calidad
El proceso de selección
1. Sistema de sujeción del filo: se debera seleccionarse el sistema d sujeción de la plaquita en el portaplaquitas2. Tamaño y tipo del portaplaquitas: la selección esta en funcion de las direcciones del avance la profundidad de corte la pieza, la sujeción de la herramienta en la máquina y la accesibilidad. Los tipos de protaplaquitas son definidos por el angulo de punta y la forma de la plaquita utilizada. La regla principal es seleccionar el mayor tamaño posible de portaplaquitas para la máquina. Generalmente deberá seleccionarse el menor angulo de posición que permita la operación
3. Forma de la plaquita: para una mayor tenacidad y economia debera seleccionarse el mayor angulo de punta en la plaquita. Tambien se elige en relacion con el angulo de posición accesibilidad o versatilidad requerida.
4. Tamaño de la plaquita: esta esta relacionada con el tamaño del portaplaquitas determinando la operación. Una plaquita mayor y mas robusta costará mas pero tambien proporcionara mayor seguridad de filo. Sila longitud de filo es menor que la profundidad de corte será seleccionada una placa mayor o deberá ser reducidad dicha profundidad.
5. Radio de la punta: es el factor clave en lo que respecta a la tenacidad en desdate y estado superficial en acabado. Generalmente se puede decir que la gama de avance para operaciones de desbaste debería establecerse aproximadamente como la mitad del tamaño del radio. La coordinación del radio de punta y avance en las operaciones de acabado en los que el avance deberá mantenerse por debajo de un cierto valor para alcanzar una calidad de acabado superficial satisfactoria, tener en cuenta que el avance no sea superior a una tercera parte del radio de la punta.
6. Tipo de plaquita: es determinado por la geometría de la misma, una vez establecida la forma de la plaquita en relación con el ángulo de posición y el tamaño del radio de punta permite el tipo de geometría a establecer. La selección del tipo de plaquita se determina por el área de trabajo de la operación y por el material de la pieza.
7. material de la plaquita
Metales duros recubiertos: aplicaciones modernas de mecanizado y proporcionan la mejor alternativa para un gran número de operaciones en torneado.
Metales duros: adecuados para ciertos materiales de piezas o áreas de trabajo.
c. Cermets: son materiales adecuados para algunas operaciones de desbaste ligero y operaciones de acabado en condiciones.
Cerámicas: operaciones en fundición y aceros hasta mecanizados especializados de materiales termo-resistentes y acores endurecidos:
Nitruros de boro cúbico: para tornear aceros endurecidos fundición en coquilla y aleaciones de níquel o cobalto, este esta recomendado en primer lugar para las operaciones de acabado.
Diamantes policristalinos: son inadecuados para materiales con contenido de carbono.