TORNO VERTICAL El Torno Vertical es una variedad de torno diseñado para mecanizar piezas de gran tamaño. Las piezas van sujetas a la mesa giratoria o plato de trabajo por un conjunto de 4 grapas o garras industriales y que por sus dimensiones o peso harían diícil su ijaci!n en un Torno "orizontal. Esta m#quina tienen el eje dispuesto verticalmente dond e se encuentra el cabezal que contiene la $am% con el movimiento hacia arriba y hacia abajo. En su parte inerior sostiene la herramienta de torneado y la mesa giratoria sobre un plano horizontal% lo que acilita el montaje de las piezas voluminosas y pesadas. Es la magnitud de la pieza a mecanizar lo que identiica a &ste tipo de m#quina% donde el tamaño de la pieza depende del di#metro de la mesa de trabajo% es decir la dimensi!n de la pieza es proporcional al di#metro de la mesa de trabajo. En los tornos verticales no se pueden mecanizar ejes que vayan ijados entre puntos% porque carecen de contrapunto. 'sí que solamente se mecanizan aquellas piezas que van sujetas al aire con grapas o garras industriales para sujetar de orma segura a la pie pieza za%% tamb tambi& i&nn se pue puede de uuti tili liza zarr otro otross sis siste tema mass de ij ijaci aci!n !n a la la mesa mesa gir girat ator oria ia.. La mani manipu pula laci ci!n !n ddee las las piez piezas as para ijarlas a la mesa de trabajo se hace mediante gr(as de puente o polipastos dependiendo del tamaño y peso de la pieza a mecanizar. Las condiciones tecnol!gicas del mecanizado son las mismas que las de un torno normal. ).* +,V-+-ET,/ 0E T$'1'2, E L' ,3E$'-5 0E T,$E'0, ).*.)
+,V-+-ET, 0E ,$TE
3or lo general se imparte a la pieza que gira rotacionalmente sobre su eje principal. Este movimiento lo imprime un motor el&ctrico que transmite su giro al husillo principal mediante un sistema de engranajes. El husillo principal tiene acoplado a su e6tremo distintos sistemas de sujeci!n 7platos de garras% pinzas% mandrinos au6iliares u otros8% los cuales sujetan la pieza a mecanizar. Los tornos tradicionales tienen una gama ija de velocidades de giro y se adapta a las condiciones !ptimas que el mecanizado permite. ).*.9
+,V-+-ET, 0E 0E 'V 'V'E
Es el movimiento de la herramienta de corte en la direcci!n del eje de la pieza que se est# trabajando. En combinaci!n con el giro impartido al husillo% determina el espacio recorrido por la herramienta por cada vuelta que da la pieza. Este movimiento tambi&n puede no ser paralelo al eje% produci&ndose así conos. En ese caso se gira el carro de avance% ajustando en una escala graduada el #ngulo requerido% que ser# la mitad de la conicidad deseada. Los tornos convencionales tienen una gama ija de avances. ).* ).*.:
3$, 3$,;<0 ;<0--0'0 0E 3'/' 3'/'0 0'
+ovimiento de la herramienta de corte que determina la proundidad de material arrancado en e n cada pasada. La cantidad de material actible de ser arrancada depende del peril del (til de corte usado% el tipo de material mecanizado% la velocidad de de corte% potencia de la m#quina% avance% etc.
).=
3'$ 3'$>+ET$,/ 0E 0E , ,$TE 0E 0EL T, T,$E'0,
Los par#metros de corte undamentales que hay que considerar en el proceso de torneado son los siguientes? ).
Elecc ecci!n de del titipo de de he herramienta m# m#s ad adecuado ado
9.
/istema de ijaci!n de la pieza
:.
Veloc elocid idad ad de cor corte te 7Vc8 7Vc8 e6pr e6pres esad adaa en en met metro ross@min @minut utoo
4.
0i#metro e6 e6terior del torneado
*.
$evol evoluc ucio ione ness por por minut inutoo 7rp 7rpm m8 del del cabe cabeza zall del del torn tornoo
=.
'vance en mm@rev% de de la herramienta
A.
'vance en en mm mm@mi de de la la he herramienta
B.
3roundidad de pasada
C.
Esuerzos de corte
)D. Tipo de torno y accesorios adecuados ).)4 ).)4
,$+ , $+'/ '/ 0E /E< /E<$$-0' 0'0 0 E E EL T,$ T,$E' E'0, 0,
uando se est# trabajando en un torno% hay que observar una serie de requisitos. Los mismos que permiten asegurarse de no tener ning(n accidente que pudiese ocasionar cualquier c ualquier pieza que uese despedida del plato o mesa de trabajo% para el torneado se presenta las siguientes normas. a.
b. o utilizar ropa holgada o muy suelta. /e recomiendan las mangas cortas. c.
1.
ESTU ESTUD DIO Y ANÁLISIS DEL TORNO VERTICAL
Figura 1-1. Torno Vertical 1.-
abezal
2.-
onjunto de grapas o garras industriales
3.-
$iel transversal del cabezal
4.-
El $am
5.-
+esa giratoria de trabajo
6.-
$iel transversal
7.-
olumna
.-
$ueda dentada principal% levantamiento del mecanismo
!.-
Estaci!n de control
1".-
aja de cambios de la velocidad de penetraci!n de la herramienta de torneado
11.-
aja de cambios de la velocidad de la mesa giratoria de trabajo
12.-
3ortaherramientas
13.-
"erramienta de torneado
1.2 ESTRUCTURA DEL TORNO VERTICAL 1.2.1 CA#E$AL El cabezal ;igura )F9% es promovido con un ajuste mec#nico% el mismo que est# ijo a trav&s de la cavidad mediante una tuerca de ajuste. El cabezal es el sost&n de los componentes que realizan la acci!n de penetraci!n a la pieza a mecanizar. /u movimiento es hacia la derecha
o
hacia
la
izquierda
dependiendo del mecanizado. El cabezal de la herramienta presenta un soporte de ijaci!n de la pieza de trabajo% accionado
Figura 1-2. abezal
de orma giratoria alrededor de un eje de rotaci!n. Es el cabezal lo que dierencia
a este tipo de Torno Vertical% debido a que encuentran m#quina con doble cabezal% siendo su operaci!n m#s compleja% pero a su vez m#s viable en procesos de series de producci!n.
1.2.2 CON%UNTO DE &RA'AS
El conjunto de grapas industriales ;igura )F:% que se lo emplea para sostener a la pieza a mecanizar. Est#s 4 grapas se encuentran sobre la mesa de trabajo% y el sujetar al pieza permite que el mecanizado sea preciso.
Figura 1-3. rapas -ndustriales
/i
la
pieza
tiene
grandes
dimensiones en consideraci!n con el rango de trabajo de la m#quina que es no mayor a )9CDmm de di#metro% debido a la
e6tensi!n m#6ima de las grapas que permiten un mecanizado acorde con las dimensiones de la pieza y la dureza del material.
1.2.3 RIEL TRANSVERSAL DEL CA#E$AL El riel transversal del cabezal ;igura )F4% es accionado a trav&s de )= pasos que alimentan la rueda dentada colocada sobre el lado del riel transversal. Este riel opera por husillos de rosca trapezoidal% donde las posiciones inales de los movimientos son garantizados
por
inales
de
Figura 1-4. $iel transversal del cabezal
carrera. Las guías del carro se encuentran perectamente lubricadas e6istiendo una unidad de lubricaci!n independiente especialmente destinada a tal in. La tuerca del husillo igualmente cuenta con su propio punto de lubricaci!n lo que garantiza una larga vida del conjunto.
1.2.4 RA( La $am ;igura )F*%
permite
sujetar al portaherramientas que es el lugar donde se encuentra la herramienta de torneado para realizar
el
mecanizado.
/u
movimiento es de arriba hacia abajo o viceversa% y e6tremos
Figura 1-5. $am
cuando
se
trata
de
piezas
complejas con un #ngulo de inclinaci!n de 4*G% dependiendo la posici!n de la herramienta de torneado. onstruido de undici!n de acero especialmente endurecido y rectiicado% y uertemente nervado en su interior. El deslizamiento sobre su soporte se realiza sobre su riel
transversal especialmente pegado a tal in% realizando el (ltimo ajuste sobre cuñas de precisi!n de alta resistencia y rasqueteando manualmente el conjunto para garantizar la mayor precisi!n.
1.2.5 (ESA &IRATORIA DE TRA#A%O En la mesa de giro% ;igura )F= y )FA% se asienta
la
pieza
a
mecanizar. La pieza la sostiene conjunto de
Figura 1-6. +esa giratoria de trabajo
por
un
grapas o
garras industriales% la mesa giratoria tiene un
rango de trabajo de hasta 9D metros en algunos tornos que es el di#metro m#6imo para la e6tensi!n de las grapas que sostienen la pieza.
Figura 1-7. 0imensiones mesa de trabajo
1.2.6 RIEL TRANSVERSAL
El riel transversal ;igura )FB% act(a
mediante
el
levantamiento de la rueda giratoria dentada principal% que se encuentra en lo alto de la columna. El levantamiento
Figura 1-. $iel transversal
de los ejes esta dado por la activaci!n de un
motor
el&ctrico% y su movimiento se da a lo ancho de la columna. La herramienta debe poder acercarse a la pieza% para lograr la proundidad de pasada adecuada para moverse con el movimiento de avance para lograr la supericie deseada. Las supericies que se pueden obtener son todas las de revoluci!n? cilindros y conos% llegando al límite de supericie plana. 3or tanto% la herramienta debe poder seguir las direcciones de la generatriz de estas supericies
1.2.7 COLU(NA La
columna
;igura
)FC%
es
pr#cticamente el sost&n del Torno Vertical% es donde se asienta todo el contorno de la m#quina.
El
mismo que comprende en su totalidad% la mesa de trabajo que es donde se realiza el mecanizado así como la estructura del cabezal% que es
donde
se
encuentra
la
herramienta de torneado% es decir
Figura 1-!. olumna
es el soporte de toda la estructura de la m#quina. La base de la mesa de giro% la columna% el travesaño% y el soporte del $'+ est#n realizados en undici!n especialmente rigurosa% destacando la columna de una sola pieza% en la que se encuentran las de dos guías sobre las que corre el travesaño.
1.2. RUEDA DENTADA El levantamiento del mecanismo ;igura )F)D% comprende el movimiento de la rueda dentada. La misma que da comienzo a que los componentes para el mecanizado de la pieza inicien a operar. La rueda dentada tiene un punto de
Figura 1-1". $ueda dentada
lubricaci!n% lo que permite un mayor uncionamiento para que la m#quina inicie su operaci!n% se encuentra en la
parte posterior a el $am% junto al riel transversal del cabezal% mantiene un #ngulo de inclinaci!n de 4*G% lo que permite que el portaherramientas tenga mayor versatilidad al momento de operar.
1.2.! ESTACI)N DE CONTROL En la estaci!n de control es donde se encuentran las variables de operaci!n% es en esta estaci!n donde el operador controla el mecanizado de la pieza. Control Sobre la columna de la máquina* Control de Mesa giratoria * Control de Riel transversal del cabezal * Control de Velocidades Interruptor de selectores Lámpara de falla Parada de emergencia
1.2.1" CA%A DE CA(#IOS 'ARA LA VELOCIDAD DE 'ENETRACI)N DE LA +ERRA(IENTA DE CORTE La caja de cambios para la velocidad de penetraci!n de la herramienta de torneado ;igura )F)9% permite el desplazamiento de la herramienta de torneado.
Figura 1-12. aja de cambios de la mesa de trabajo La caja de cambios tiene pues la misi!n de reducir el n(mero de revoluciones del motor% seg(n el par necesario en cada instante. 'dem#s de invertir el sentido de giro en las ruedas% cuando las necesidades de la marcha así lo requieren. Va acoplada al volante de inercia del motor% del cual recibe movimiento a trav&s del e mb ra gu e% en transmisiones manualesH o a trav&s del convertidor de par% en transmisiones autom#ticas. 'coplado a ella va el resto del sistema de transmisi!n. Este tipo de engranaje se acoplan con una combinaci!n de rodamiento y deslizamiento% se inicia el contacto en un e6tremo del diente barriendo a todo lo ancho de la cara del diente% este tipo de engrane operan con mayor silencio y menor vibraci!n en comparaci!n a los rectos% debido al contacto gradual entre dientes. El aceite es aspirado a trav&s de un colador en la parte m#s baja del c#rter% transportando por un canal a la bomba para ser impulsado a trav&s de otros canales a los rodamientos de agujas de las marchas desplazables y otras zonas vitales a lubricar y enriar.
1.2.11 CA%A DE CA(#IOS 'ARA LA VELOCIDAD DE LA (ESA &IRATORIA DE TRA#A%O 3ara la puesta en marcha de la mesa de trabajo ;ig.))% se ordena activar la caja de cambios para la mesa de trabajo. La misma que se alimenta del motor el&ctrico% lo que hace que el motor principal transmita movimiento a la caja de cambios% donde la mesa de trabajo adquiera diversas velocidades mediante el movimiento de la caja de cambios.
Figura 1-13. aja de avances de la herramienta de corte
Las distintas velocidades de que consta la caja est#n sincronizadas. Esto quiere decir que disponen de mecanismos de sincronizaci!n que permiten igualar las velocidades de los distintos ejes de que consta la caja durante el cambio de una a otra. El sistema de transmisi!n proporciona las dierentes relaciones de engranes o engrana jes% de tal orma que la misma velocidad de giro del c ig Ie ña l puede convertirse en distintas velocidades de giro en las ruedas. El resultado en la ruedas de tracci!n es la
disminuci!n de velocidad de giro con respecto al motor% y el aumento en la misma medida del par motor.
1.2.12 'ORTA+ERRA(IENTAS El portaherramientas ;igura )F )4% es donde se sujeta la herramienta de penetraci!n o cuchilla que. Es empleado para realizar el mecanizado de la pieza%
dependiendo
de
la
naturaleza de la pieza% la cuchilla de penetraci!n puede variar. Los
portaherramientas
para
Figura 1-14. 3ortaherramientas vista superior
tornear en el caso de la maquina sin herramientas motorizadas. 0isponen de una corona circular ranurada% tanto en la nariz del husillo% como su contraparte en los cabezales% de tal modo que el ajuste del cabezal en la nariz del $'+ sea precisa. -gualmente disponen de un tirante en orma de T que servir# para sujetar el cabezal al $'+ mediante el accionamiento hidr#ulico. El carro orientable est# provisto de un eje ijo sobre el que puede girar una torreta cuadrada que permite ijar 4 (tiles a la vez y presentarlos en el momento preciso sobre la pieza. 3ara cambiar de (til solo es necesario alojar la tuerca central y girar luego se aprieta otra vez.
Figura 1-15. 3ortaherramientas vista lateral
1.2.13 +ERRA(IENTA DE TORNEADO Las herramientas de torneado ;igura )F)= y )F)A% se dierencian en dos actores% el material del que est#n constituidas y el tipo de operaci!n que realizan.
/eg(n
el
material
constituyente% las herramientas pueden ser de acero r#pido% metal duro soldado o placas de metal duro intercambiables. La tipología de las herramientas de metal duro est#
normalizada de
acuerdo con el material que
Figura 1-16. "erramienta de torneado
se
mecanice% puesto que cada material orece unas resistencias dierentes. La mayor parte de las herramientas de
corte para cepillos s!lo necesitan una pequeña cantidad de desahogoH por lo general de : a *G para desahogo rontal y lateral.
Los #ngulos de inclinaci!n laterales varían seg(n el material que se est& maquinando. 3ara el acero se usa por lo general de )D a )*G. El ierro colado necesita de * a )DG y el aluminio de 9D a :DG de inclinaci!n lateral.
Figura 1-17. "erramienta de corte vista lateral
1.3.1 SISTE(A ELECTRO(ECÁNICO El Torno Vertical es una m#quina con características electromec#nicas% el sistema electromec#nico presenta como norma de uncionamiento el accionamiento mec#nico y el&ctrico de la caja de cambios para la mesa giratoria de trabajo y de la caja de cambios de la herramienta de torneado. Los sistemas que conorman el Torno Vertical est#n representados por el an#lisis de uncionamiento.
/istema +ec#nico
/istema El&ctrico
1.3.1.1 SISTE(A (ECÁNICO Los sistemas mec#nicos son aquellos sistemas constituidos undamentalmente por componentes% dispositivos o elementos que tienen como unci!n especiica transormar o transmitir el movimiento desde las uentes que lo generan% al transormar distintos tipos de energía.
1.3.1.1.1 SISTE(A DE LU#RICACI)N La lubricaci!n del motor tiene por objeto evitar el agarre del motor y disminuir el trabajo perdido por rozamiento interponiendo entre dos cuerpos una película de luido lubricante que sustituye el rozamiento entre los metales por el rozamiento del deslizamiento interno del luido lubricante que es muy inerior a los de los metales y produce menor cantidad de calor.
c. Líneas de entrada para los puntos individuales de lubricaci!n Entre los componentes a lubricar% se encuentran? a. aja de cambios de la mesa giratoria. b. $iel transversal levantamiento del mecanismo c. abeza del riel transversal d. aja de cambios de la viruta de penetraci!n e. +artillo hidr#ulico Entre los componentes con lubricaci!n manual se encuentran? a. Las cajas de grapas en la mesa giratoria b. $iel transversal
1.3.1.1.2 SISTE(A DE E(#RA&UES O ACO'LADORES Los sistemas de embragues se encargan de convertir movimientos rectilíneos 7lineales8 en movimientos de rotaci!n 7giro8% y al rev&s. on un diseño adecuado de los elementos del sistema% se pueden conseguir las velocidades lineales o de giro deseadas% así como se presenta en la caja de cambio de la unidad principal% donde la serie de combinaciones de los embragues generan diversas velocidades. 1ajo este punto de vista% los mecanismos de transormaci!n se pueden entender tambi&n como mecanismos de transmisi!n. /in embargo% no es posible asociarles una relaci!n de transmisi!n como tal. Est# ormado por ruedas dentadas cilíndricas rectas. Es un mecanismo de transmisi!n robusto% pero que s!lo transmite movimiento entre ejes pr!6imos y% en general% paralelos. En algunos casos puede ser un sistema ruidoso% pero que es (til para transmitir potencias elevadas. $equiere lubricaci!n para minimizar el rozamiento. ada rueda dentada se caracteriza por el n(mero de dientes y por el di#metro de la circunerencia primitiva. Estos dos valores determinan el paso% que debe ser el mismo en ambas ruedas. El mecanismo de movimiento para la mesa de trabajo y para la herramienta de torneado% est# ormado por dos ruedas simples acanaladas% de manera que se pueden conectar mediante una cinta o correa tensionada. El dispositivo permite transmitir el movimiento
entre ejes alejados% de manera poco ruidosa. La correa% sin embargo% sure un desgaste importante con el uso y puede llegar a romperse. "ay que tensar bien% mediante un carril o un rodillo tensor% para evitar deslizamientos y variaciones de la relaci!n de transmisi!n. o es un mecanismo que se use demasiado cuando se trata de transmitir potencias elevadas.
1.3.1.1.3 SISTE(A DE TRANS(ISI)N DE (OVI(IENTO Transmisi!n directa por motor? /e recibe el movimiento directamente desde un motor para la caja de cambios de la mesa de trabajo como para la caja de avances de la herramienta de torneado. En este tipo de montaje es normal colocar un embrague% para evitar el cambio brusco del motor. La potencia al transmitir es m#s directa% pues se evitan p&rdidas por deslizamiento de correas
1.3.1.1.3.1 (OTOR 'RINCI'AL , CA%A DE CA(#IOS DE LA (ESA DE TRA#A%O
Figura 1-1. aja de cambios Jmotor principal
1.3.1.1.3.2
+,T,$ 0E +'$"' $>3-0' $-EL T$'/VE$/'L /,1$E L'
0E$E"'% +,T,$ +'$"' LET' 3'$' L' 1,+1' 0E L<1$-'-5 J '2' 0E 'V'E/ 0E L' "E$$'+-ET' 0E T,$E'0,
Figura 1-1!. aja de avances de la herramienta de corte
Figura 1-2". +otor de lubricaci!n y motor caja de avances de la herramienta de corte 1.3.1.2 SISTE(A ELCTRICO El sistema el&ctrico est# conormado por subsistemas tales como? sistema de mandos% sistema de interbloqueos% sistema de señalizaci!n% los cuales est#n generalizados en los siguientes sistemas?
/istema de potencia
/istema de control
1.3.1.2.1 SISTE(A DE 'OTENCIA onsta de contactores% arrancadores estrellas J triangulo que mediante un interruptor principal activa del sistema de control. El sistema de potencia est# constituido por un sistema de alimentaci!n que lo comprende? a.
'limentaci!n al motor principal que activa la caja de cambios que mediante diversas combinaciones generan las velocidades de giro de la masa de trabajo.
b.
'limentaci!n al motor de la velocidad de penetraci!n de marcha lenta% que tambi&n activa la bomba de lubricaci!n 4m9.
c.
'limentaci!n del motor de la bomba de lubricaci!n :=m)
d.
'limentaci!n al motor velocidad de penetraci!n de marcha r#pida 4m)
1.3.1.2.2 SISTE(A DE CONTROL Teniendo presente la alimentaci!n mediante los niveles de voltaje y corriente% su cone6i!n con las respectivas entradas y salidas% basado en el an#lisis que necesita la m#quina para poder operar. El sistema de control est# generalizado en el control la velocidad de la mesa giratoria de trabajo y la velocidad de penetraci!n% que son procedimientos undamentales para realizar el mecanizado de la pieza% para el control de la velocidad de la mesa giratoria se tiene a la caja de cambios de la mesa de trabajo% que mediante 94 combinaciones de
embragues acoplados magn&ticamente presentan 94 velocidades% y para el control de la velocidad de penetraci!n% el procedimiento es semejante al de la mesa giratoria% es a trav&s de la caja de cambios de la velocidad de penetraci!n que mediante )= combinaciones de embragues acoplados magn&ticamente se obtienen )= velocidades de penetraci!n% el sistema de control lo conorman? a.
/istema de mandos
b.
/istema de interbloqueos
c.
/istema de señalizaci!n
d.
/istema de velocidades o
/istemas de velocidad de la mesa giratoria de trabajo
o
/istemas de velocidad de la herramienta de torneado
1.3.1.2.2.1
SISTE(AS DE (ANDO
Los sistemas de mandos permiten que el operador active la m#quina. ,riginando el uncionamiento lo cual permite el mecanizado de la pieza% este sistema se promueve acorde con la siguiente selecci!n? a. /elecci!n de velocidades b. -nicio o arranque de la m#quina c. Velocidad predominante d. /elector velocidad del riel transversal
1.3.1.2.2.2
SISTE(A DE INTER#LOUEOS
El sistema de protecci!n evita que el Torno Vertical sura daños irreparables% alteraciones en su uncionamiento. Teniendo como consecuencia una inestable conservaci!n de la m#quina% de esta orma se garantiza protecci!n a niveles de prioridad? a. 3arada de emergencia b. 3rotecciones el&ctricas c. onsensos y restricciones
