laboratorio 5. torneado

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA

LABORATORIO 4. TORNEADO.

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Guías de Prácticas de Laboratorio

Codificación:

INGMCT-TDM-004

Número de Páginas:

20

Revisión No.: 0

Fecha Emisión: Octubre 23 de 2012

Laboratorio de:

Taller de Diseño Mecánico.

Título de la Práctica de Laboratorio:


Elaborado por:

Ing. Jorge Aponte Johanna Paola Carrero

Revisado por:

JEFE DE ÁREA

Aprobado por:

Ing. Oscar Fernando Avilés Ph.D. DIRECTOR DEL PROGRAMA




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Control de Cambios

Razones del Cambio Cambio a la Revisión # Fecha de emisión

GUIA DE PRACTICA DE LABORATORIO INICIAL

0 2012/10/23




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1. FACULTAD O UNIDAD ACADÉMICA: INGENIERÍA 2. PROGRAMA: MECATRÓNICA 3. ASIGNATURA: PROCESOS DE MECANIZADO (1831). 4. SEMESTRE: TERCERO 5. OBJETIVOS:

Reconocer los componentes funcionales de los tornos convencionales y los

diferentes tipos de operaciones que se pueden realizar con esta máquina.

Realizar el planeamiento de un proceso de mecanizado en el torno convencional.

Entender la influencia de los parámetros de corte en el consumo de energía y

duración de la herramienta cuando se ejecutan procesos de remoción de material.

Seleccionar y utilizar adecuadamente los diferentes tipos de herramientas de corte

para las operaciones de torneado.

6. COMPETENCIAS A DESARROLLAR:

Habilidad para realizar los diferentes tipos de montajes de las piezas en los tornos.

Capacidad para elegir adecuadamente los parámetros de corte: avance, velocidad de

corte, y profundidad; con base en los criterios técnicos de selección.

Destreza para identificar y realizar las operaciones básicas: cilindrado, refrentado,

ranurado, tronzado y roscado.

Desarrollar habilidad para fabricar elementos mecánicos con base en un plano;

ejecutando adecuadamente las operaciones de mecanizado.

7. INTRODUCIÓN: El torno es una máquina herramienta muy útil en la industria, ya que permite realizar diferentes tipos de operaciones (cilindrado, roscado, refrentado, torneado cónico, ranurado, trozado, entre otras), para dar forma principalmente a metales por medio del arranque de viruta. Esta máquina se puede encontrar en cinco variantes (Torno Paralelo, Torno Copiador, Torno Revolver, Tornos Vertical, Torno CNC). La elección del tipo a utilizar depende de la cantidad de piezas a fabricar y de la complejidad de las mismas.




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8. MARCO TEORICO:

El torneado es una operación mecánica que consiste en elaborar una gran variedad de cuerpos en revolución (cilindros, conos, esferas), dándoles formas y dimensiones especificas así como filetes de cualquier perfil. El trabajo de torneado se efectúa utilizando herramientas de corte o utillajes; en la ejecución del proceso el material a mecanizar rota y la herramienta por presión, arranca viruta según la forma seleccionada. Las operaciones más utilizadas en el torneado son: 8.1 OPERACIONES

OPERACIÓN ILUSTRACIÓN

a. Torneado Recto o Cilindrado Exterior.

b. Torneado Cónico.

c. Torneado y Ranurado Externo.

d. Perfilado (obtención de

curvas suaves).




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e. Refrentado.

f. Ranurado Frontal.

g. Corte en herramientas de

forma.

h. Tronzado.

i. Mandrinado y Torneado Interior




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j. Roscado Exterior.

k. Moleteado.

l. Taladrado

Tabla No.1: Operaciones de Torneado.

8.2 PARTES DEL TORNO Las partes principales del torno paralelo son las siguientes (ver fotografía 1):

Bancada: es el soporte principal del torno, el cual lleva unas guías por donde se

desliza el carro principal y el contra punto.

Copa o Husillo: es donde va sujetada y gira la pieza, para poder realizar las

operaciones de (cilindrar, refrentar y roscar).

Cabezal Móvil: en este se encuentra el contrapunto, este se desplaza por toda la

bancada y se posiciona según la longitud de la pieza.

Contrapunto: sirve de apoyo para la pieza que va hacer mecanizada.

Carro Longitudinal: este se desplaza sobre las guías de la bancada. Y es el que

provoca el movimiento de avance; lo puede hacer de forma automática y/o manual.

Carro Transversal: es el carro que se traslada sobre el carro longitudinal, de forma

perpendicular al eje del torno.

Torreta Portaherramientas: es el lugar donde se posiciona la herramienta de corte

(buril).

Guías de bancada: sobre estas se desliza el carro longitudinal.




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Porta herramienta Copa de Husillo

Caja Nortón

Caja de Velocidades Bancada Barra de Roscado Barra de Cilindrado

Bandeja porta Viruta

Carro Longitudinal

Cabeza Móvil

Cabezal Móvil

Carro Longitudinal

Contra Punta

Carro Transversal

Perilla para el Roscado

Botón Refrigerante

Avance Automático

Torreta

Botón Parada de

Emergencia

Carro Transversal O Charriot

Guías de Bancada

Fotografía 1. Descripción partes del Torno Paralelo.

Fotografía 2. Descripción Carro Longitudinal y Transversal.




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Sentido de Giro del

Tornillo de Roscado

Selector de Pulgadas

o Milímetros

Avances o Selección de Paso para Roscar.

Selector de Velocidades

Selección Tornillo o Barra

Botón On/ Off

Botón Parada de Emergencia

Caja Nortón

Caja de Velocidades

Fotografía 3. Descripción de la Caja Norton y de Velocidad.

8.3. Sujeción de las Piezas. La sujeción de las piezas en el torno se realizan por medio de distintos procedimientos y esto dependen principalmente de las dimensiones de la pieza a mecanizar. Los elementos de sujeción de las piezas más comunes en el torno son los platos los cuales se pueden clasificar en:

8.3.1. Copa o Plato universal de 3 mordazas: se utiliza generalmente para sujetar las piezas de forma cilíndrica. Las mordazas de agarre son recambiables, se ajustan a la pieza por medio de una llave especial y realizan el movimiento al mismo tiempo para sujetar y centrar la pieza. 8.3.2. Copa o plato independiente: consta de 4 mordazas las cuales realizan el movimiento de forma independiente y se emplean para sujetar piezas de forma irregular. 8.3.3. Copa o plato sin mordazas. Existen piezas las cuales no se pueden sujetar con mordazas, por esta razón se deben utilizar platos planos con ranuras que permitan sujetar las piezas a mecanizar por medio de bridas y tornillos. 8.3.4. Plato de arrastre y brida de arrastre (perro). Para utilizar estos elementos se debe sujetar la pieza entre puntos, en este caso quien genera el moviendo de giro de la pieza es el perro.




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8.4. Formas de sujeción. Las formas de sujeción de las piezas a mecanizar en el torno se pueden clasificar en:

8.4.1. Sujeción al aire. En este montaje la pieza se sujeta de un solo extremo a un plato y el plato le provee el movimiento de giro.

Figura 1. Sujeción al aire. 8.4.2. Sujeción entre copa y punto. La pieza se sujeta por uno de los extremos a la copa la cual le proporciona movimiento de giro y se encuentra apoyada de un punto.

Figura 2. Sujeción entre copa y punto. 8.4.3. Sujeción entre puntos. La pieza se apoya en puntos por sus dos extremos.

Figura 3. Sujeción entre puntos.

8.5 Parámetros del Torneado. Para lograr reducir el consumo de energía y el desgaste de la herramienta, se debe seleccionar adecuadamente los parámetros de corte: velocidad de corte, avance y profundidad de corte.




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8.5.1. Velocidad de corte (Vc). Es la velocidad lineal con la que la viruta es arrancada del material utilizando una herramienta de corte; esta se expresa en pies por minuto o en metros por minuto. Este parámetro se encuentra establecido en tablas1 2 (Ver Anexo 3) según el material a mecanizar. Influye en la calidad del acabado superficial de la pieza, en el desgaste de la herramienta de corte y el consumo de energía durante el proceso. La velocidad de corte depende de la dureza del material a mecanizar y de la herramienta de corte (buril).

Figura 4. Velocidad de Corte.

8.5.2. Velocidad de rotación del Husillo (RPM).

Para realizar el cálculo se debe tener en cuenta la velocidad de corte, el diámetro mayor y RPM según la dureza del material.

Dónde: Vc= Velocidad de Corte (m/min).

1 FEIRER, JOHN. (1999). Tabla 46-1. Velocidades de corte y avances sugeridos para el torno. En: Maquinado de metales con

máquinas herramientas. 2a ed. (p. 353). México: Compañía Editorial Continental S.A (CECSA).

2 Anónimo. (2002). Tablas de velocidades de corte y avances. En: Velocidades de corte y avances. Recuperado de

http://www.aprendizaje.com.mx/curso/proceso2/practicas/torno-desarrollo/Capi8.htm

Avance

Profundidad

Velocidad de

Corte





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D=Diámetro (mm). N=Revoluciones por Minuto (RPM). Ejemplo 1: ¿Cuál deben ser la velocidad con que gira el husillo, si se tiene una velocidad de corte de 35m/min y un diámetro de 60 mm?. Sustituyendo en la ecuación 1, se tiene:

8.5.3. Avance (f).3

Desplazamiento lineal de la herramienta de corte con respecto a la pieza que está girando. Este está dado en (mm/revolución), también tiene gran influencia en el acabado superficial de la pieza. Cuando los avances son bajos se aumenta el tiempo de mecanizado, la viruta es más larga y la rugosidad superficial es menor (en materiales dúctiles). Los avances altos se utilizan para desbastar material.

Dónde: f= Avance por vuelta (mm/rev). N = Revoluciones por Minuto (RPM). I= longitud de corte por minuto (mm/min). Ejemplo 2: ¿Cuál es el avance de una pieza que gira a 800 min-1 y la longitud de corte por minuto es de 140 mm/min?. Sustituyendo en la ecuación 2, se tiene:

3 KALPAKJIAN, SEROPE y SCHMID, STEVEN R. (2008). Tabla 23.4 Recomendaciones generales para operaciones de

torneado. En: Manufactura, Ingeniería Tecnología. 5a ed. (pp. 682-684). México: Editorial Pearson.




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8.5.4. Profundidad de Corte (p). Es la distancia que ingresa radialmente la herramienta cuando se va iniciar el desprendimiento de material. Se expresa en milímetros.

Dónde: D= Diámetro mayor de la pieza (mm). d= Diámetro menor de la pieza (mm).

8.5.5. Potencia Requerida (Pc). Es el producto entre la fuerza específica de corte, fuerza tangencial ejercida por la herramienta y la velocidad de corte.

Dónde: Fc= fuerza específica de corte, dada en N/mm2. As =área de la sección transversal de la viruta, dada en mm/rev*mm.

= Fuerza tangencial Para el proceso de torneado cilíndrico la potencia se halla:

Dónde Vc=Velocidad de corte en m/min. p= profundidad de corte en mm.

Pc= potencia requerida en kw.




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f= avance por vuelta en mm/rev. Fc= fuerza específica de corte, dada en Mpa. = Coeficiente de eficiencia de la máquina. Ejemplo 3: ¿Cuál es la potencia requerida para mecanizar una barra de acero duro, la cual gira a una velocidad de corte de 150 m /min, con una profundidad de corte de 2.5 mm y un avance de 0.3 mm/rev, coeficiente de la máquina 85%?. Según la tabla Fc= 3250Mpa. 4 Sustituyendo en la ecuación 6, se tiene:

9. MATERIALES, INSTRUMENTOS O HERRAMIENTAS, EQUIPOS:

9.1 Herramientas y Máquina:

Torno Paralelo

Mandril con llave

Porta Buriles.

Punto Giratorio.

Broca de Centros.

Llave Bristol (8mm) o Llave mixta (3/4 0 13mm).

Calibrador (pie de rey).

9.2 Material:

Guía de Laboratorio, plano de la Pieza, carta Tecnológica y material de la

pieza.

9.3 Elementos de seguridad

Overol, botas de seguridad, gafas de seguridad, cofia para quienes tienen pelo

largo.

4 MITSUBISHI MATERIALS CORPORATION. (2010). Tabla de fuerzas de corte. “fórmulas para calcular la potencia”. (p. 11).

En: Catálogo General: Datos Técnicos. Recuperado de http://www.mitsubishicarbide.com/EU/es/product/pdf/c_n_other/c004s-p_datos_tecnicos.pdf

http://www.mitsubishicarbide.com/EU/es/product/pdf/c_n_other/c004s-p_datos_tecnicos.pdf




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10. PRÁCTICA DE LABORATORIO:

1. Carta Tecnológica (Anexo 2). Debe ir registrada cada una de las operaciones

realizadas en el torno hasta obtener las dimensiones finales del eje. Pasos para llenar

la carta tecnológica:

2. Procedimiento para mecanizar en el torno:

3. Mecanizar la pieza que se encuentra en el plano (Anexo 1.)

Colocar la imagén del plano.

Completar las casillas de nombre, código, fecha, tipo de material, dimensiones del material sin mecanizar, nombre de la pieza,máquina- herramienta (se refiere a la máquina utilizada).

1 Colocaciones se refiere al número de veces que se desmonto el eje de la copa para realizar las transiciones.

Transiciones se refiere a cada una de las operaciones que se deben realizar para obtener el eje con las dimensiones del plano. (anexo 1).en esta casilla va númerada cada operación.

2 Los contenidos de colocaciones y transiciones, se debe describir cada operación con dimensiones de la pieza, si la operacion lo requiere.

3 Completar las casillas de: las herramientas útilizadas en cada operación y a los parametros de corte utilizados.

4

Colocar correctamente la pieza a mecanizar (observar la concentricidad con la pieza rotando).

1 Comprobar el alineamiento de los contra puntos. Moviendo el cabezal del contrapunto acercándolo al centro del husillo.

2 Seleccionar la velocidad y avance de corte, previamente calculados.

3 Realizar con la broca de centros un agujero a la pieza para poder ubicar el centro punto y que la pieza quede sujetada entre centros.

4 Ubicar el buril a la altura y en el ángulo adecuado, para empezar a mecanizar la pieza.

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4. Realizar las medidas correspondientes y consignarlas en la tabla 2.

Tipo de Medida Medida especificada Medida Obtenida

Chaflán 1 2 X45°

Paso de rosca 2 mm

Diámetro 1 24mm

Diámetro 2 36 mm

Diámetro 3 26 mm

Diámetro 4 44 mm

Diámetro 5 29 mm

Chaflán 2 2 X45°

Radio 4 mm

Longitud de Rosca 28 mm

Longitud 2 47 mm

Longitud 4 100 mm

Longitud 5 120 mm

Longitud 6 140 mm

Longitud 7 155 mm

Longitud Total 170 mm

Tabla No.2: Determinación de medidas.

11. PRECAUCIONES CON LOS MATERIALES, HERRAMIENTAS, INSTRUMENTOS Y EQUIPOS UTILIZAR:

Se deben seguir todas las normas de seguridad del laboratorio (overol, botas, gafas,

gorro) antes de prender el torno; SE PROHIBE tener objetos tales como: manillas,

relojes y aretes.

Asegurar correctamente la pieza a mecanizar, ubicar el buril en la altura y en el

ángulo adecuado. NO DEJAR PUESTA LA LLAVE DE COPA O TORRETA antes

de prender el torno, para evitar ACCIDENTES.

Es importante que cada vez que se termine de realizar un trabajo en el torno se deje

completamente limpio; ya que los residuos de viruta van deteriorando las guías y las

partes móviles.

12. CRITERIOS DE EVALUACIÓN A LA PRÁCTICA:

Asistencia obligatoria del estudiante en la práctica.

Participación en la práctica a realizar según ejercicio programado y plano.

Entrega de la pieza mecanizada.

Realización de la “Carta Tecnológica”.




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13. RESULTADOS ESPERADOS:

Terminar la pieza propuesta por el docente, y que sus medidas sean las más cercanas a las reales (plano). Explicar las razones por las cuales existen variaciones entre las medidas propuestas y las obtenidas.

14. BIBLIOGRAFIA:

[1]. MANUAL DEL USUARIO. Máquina Torno Paralelo. Marca Dez Hou. Modelo

CD6250B.

[2]. LARBURU ARRIZABALAGA, NICOLÁS. (2005). Tabla 17. 12. Velocidades de corte

con útiles de acero rápido. En: Máquinas: Prontuario (Técnicas, Máquinas,

Herramientas). 13a ed. (p. 482). Madrid, España. Editorial Thomson Paraninfo.

[3]. KALPAKJIAN, SEROPE y SCHMID, STEVEN R. (2008). Capítulo 23. Procesos de

maquinado utilizados para producir formas redondas: torneado y producción de

orificios. En: Manufactura, Ingeniería Tecnología. 5a ed. (pp. 674-686). México:

Editorial Pearson.

[4]. FEIRER, JOHN. (1999). Sección 6. El Torno Paralelo. En: Maquinado de metales con

máquinas herramientas. 2a ed. (pp. 306-461). México: Compañía Editorial

Continental S.A (CECSA).

[5]. MITSUBISHI MATERIALS CORPORATION. (2010). Tabla de fuerzas de corte.

“fórmulas para calcular la potencia”. (p. 11). En: Catálogo General: Datos Técnicos.

Recuperado de

http://www.mitsubishicarbide.com/EU/es/product/pdf/c_n_other/c004s-

p_datos_tecnicos.pdf

[6]. Anónimo. (2002). Tablas de velocidades de corte y avances. En: Velocidades de

corte y avances. Recuperado de


[7]. KRAR, STEVE F y CHECK, ALBERT F. (2002). Sección 11. El Torno. En: Tecnología de las Máquinas-Herramientas. 5a ed. (pp. 335-435). México: Alfaomega Grupo Editor S.A.

http://www.monografias.com/trabajos68/tornos/tornos4.shtml









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Anexo 1. Plano del Eje.




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Anexo 2. Carta Tecnologica.

Hoja No.___

PLANO

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA FACULTAD DE INGENIERÍA

PROGRAMA INGENIERÍA EN MECATRÓNICA

NOMBRE: CÓDIGO

MÁQUINA – HERRAMIENTA: FECHA:

NOMBRE DE LA PIEZA: MATERIAL:

No. DE OPERACIONES: DIMENSIÓN DEL MATERIAL:

ESQUEMA DE LAS TRANSICIONES

HERRAMIENTAS Y ACCESORIOS RÉGIMEN DE CORTE

CO

LO

CA

CIO

NE

S

TR

AN

SIC

ION

ES

CONTENIDOS DE COLOCACIONES Y TRANSICIONES

AC

CE

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Nota: Utilizar las hojas que sean necesarias.




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Anexo 3. Velocidades de Corte con Buril de Acero Rápido.

Tabla No.3: Velocidades de Corte con Buril de Acero Rápido.5

5 Información extractada del libro: LARBURU ARRIZABALAGA, NICOLÁS. (2005). Tabla 17. 12. Velocidades de corte

con útiles de acero rápido. En: Máquinas: Prontuario (Técnicas, Máquinas, Herramientas). 13a ed. (p. 482). Madrid,

España. Editorial Thomson Paraninfo.

Material a Tornear Resistencia -Dureza

Avance (s) mm por vuelta

0.2 0.4 0.8 1.6 3.2

Velocidad (v) m/min

Acero Suave 45 kg/mm2 43 32 24 18 13

Acero Semiduro 60 kg/mm2 34 25 19 14 10

Acero Duro 85 kg/mm2 26 21 16 12 8

Acero Ligeramente Duro 90-110 kg/mm2 18 13 10 7.5 6

Acero Aleado 110-150 kg/mm2 17 12 8.5 6 4

Acero Fundido 50 kg/mm2 34 25 19 14 10

Acero Fundido Duro 50-80 kg/mm2 27 18 13 10 7.5

Fundición Gris HB 180 48 27 18 14 10

Fundición Dura HB220 32 18 13 10 8

Fundición Acerada HB250 22 14 11 7.5 5

Cobre 60-80 HB 56 53 38 28 21

Latón 80-120 HB 125 85 56 36 27

Bronce 100 HB 63 48 40 32 24

Aleaciones blandas de aluminio 20 HB 132 85 56 38 28

Aleaciones duras de aluminio 25 HB 118 75 50 38 28

Aleaciones de magnesio 20 HB 1000 900 800 750 700

laboratorio 5. torneado

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