1- ¿Cuáles son los principales procedimientos tecnológicos para la obtención de piezas metálicas? Las piezas metálicas se fabrican mediante el arranque de virutas hasta tener la forma deseada. Generalmente se trabaja la pieza previamente por medio de procedimientos llamados sin arranque de viruta, de modo que el arranque de virutas sea muy pequeño. El arranque de virutas puede realizarse a mano o mecánicamente. Cuando se realiza a mano (escoplear, limar, aserrar) la herramienta se conduce con la mano. Por medio de máquinas se fabrican piezas de formas cilíndricas o planas y piezas provistas de roscas, así como ruedas dentadas y piezas de cualquier otra forma. Todas estas máquinas trabajan con una herramienta, razón por la cuall se llaman máquinas-herramientas.
2- ¿De qué depende la elección de la máquina herramienta? La elección de la máquina herramienta depende de: - La cantidad de piezas que desee realizar - El material, la forma, la precisión y la calidad superficial de la pieza. - El tiempo de fabricación - Los gastos de fabricación (herramienta, máquina, materias primas y auxiliares) 3) Las partes básicas de un torno son: - Bancada: es su estructura y suele ser un gran cuerpo de fundición. Sirve de soporte y guía para las otras partes del torno. - Eje principal y plato : sobre este eje se coloca la pieza para que gire. En un extremo lleva un eje terminado en punta que es móvil, llamado contrapunto, para sujetar la pieza por un punto, en el otro o tro extremo se sujeta la pieza con un plato. El plato se puede cambiar mediante el husillo. El torno dispone de varios platos para la sujeción de la pieza a mecanizar y que la hará girar en torno a un eje. La pieza
queda sujeta por un extremo por el plato y por el otro por la punta del contrapunto. La pieza se coloca en el plato y se mueve el contrapunto hasta que apriete la pieza. El movimiento de corte y de la pieza lineales se hacen mediante los carros. - Carro Portaherramientas: son los carros que permiten desplazar la herramienta de corte. Hay 3 carros diferentes: Carro Longitudinal o Principal : este se mueve a lo largo de la bancada o sea hacia la izquierda o a la derecha. Produce el movimiento de avance de la pieza ,
desplazándose en forma manual o automática paralelamente al eje del torno. Se mueve a lo largo de la bancada, sobre la cual se apoya. Sobre este carro esta montado el carro transversal. Carro Transversal: se mueve hacia adelante o hacia atrás perpendicular al carro principal. Es utilizado para dar la profundidad. Se mueve perpendicularmente al
eje del torno en forma manual, girando la manivela de avance transversal o embragando la palanca de avance transversal automático. Sobre este carro esta montado el carro orientable ó carro auxiliar. Portaherramienta: es una base giratoria a 360° y sirve principalmente para hacer conicidades o penetrar la herramienta con cierto angulo . El carro auxiliar sólo
puede moverse manualmente girando la manivela de tornillo para su avance. El buril o herramienta cortante se sujeta en la torreta portaherramientas que está situada sobre el carro auxiliar. La Torreta Portaherramientas, ubicada sobre el carro auxiliar permite montar varias herramientas en la misma operación de torneado y girarla para determinar el ángulo de incidencia en el material. - Todo el conjunto de los carros, se apoya en una caja de fundición llamada Delantal o Carro Porta Herramientas , que tiene por finalidad contener en su interior los dispositivos que le transmiten los movimientos a los carros. - Caja Norton: sirve para ajustar las revoluciones de las velocidades mediante unas palancas que accionan un conjunto de engranajes que se encuentran en el interior de la caja. La velocidad a la cual gira la pieza de trabajo en el torno es un factor importante y puede influir en el volumen de producción y en la duración de la herramienta de corte. Una velocidad muy baja en el torno ocasionará pérdidas de tiempo; una velocidad muy alta hará que la herramienta se desafile muy pronto y se perderá
tiempo para volver a afilarla. Por ello, la velocidad y el avance correctos son importantes según el material de la pieza y el tipo de herramienta de corte que se utilice. 4) Distintas operaciones de torneado: Cilindrado:Esta operación consiste en la mecanización exterior a la que se somete a la pieza que tiene mecanizados cilíndricos. Para poder efectuar esta operación, con el carro transversal se regula la profundidad de pasada y, por lo tanto, el diámetro del cilindro, y con el carro paralelo se regula la longitud del cilindro. Para asegurar calidad al cilindrado el torno tiene bien ajustada su alineación y concentricidad 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 operacion tambien es conocida como fronteado Ranurado: El ranurado consiste en mecanizar unas ranuras cilíndricas de anchura y profundidad variable en las piezas que se tornean, las cuales tiene muchas utilidades diferentes Roscado: Una de las tareas que pueden ejecutarse en un torno paralelo es efectuar roscas de diversos pasos y tamaños tanto esteriores sobre ejers o interiores sobre tuercas. Para ello los tornos paralelos universales incorporan un mecanismo llamado Caja Norton, que facilitara esta tarea y evitara montar un tren de engranajes cada vez que se quisiera efectuar una rosca. Moleteado: El moleteado es un proceso de conformado en frio 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 tengan que manipular a mano, que generalmente vayan roscadas para evitar su resbalamiento que tendría en caso de que tuviesen la superficie lisa. Chaflanado: El chaflanado es una operacion de torneado muy comun que consiste en matar los cantos tanto exteriores como interiores para evitar cortes con los mismos y asu vez facilitar el trabajo y montaje posterior de las piezas. El chaflanado mas comun suele ser el de 1mm por 45°. Este chaflan se hace atacando directamente los cantos con una herramienta adecuada. Taladrado: 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 diametro es grande.
Mandrinado: consiste en agrandar un agujero. Tronzado o corte de la pieza: es el seccionamiento de la barra o de la pieza una
vez terminada, utilizando una herramienta especialmente afilada denominada tronzadora 5) Es requisito indispensable que la herramienta de corte presente alta dureza, incluso a temperaturas elevadas, alta resi s tenci a al desg aste y gran ductilidad . Estas características dependen de los materiales con los que se fabrica la herramienta, los cuales se dividen en varios grupos: A cer o al carbono : de escasa aplicación en la actualidad, las herramientas
fabricadas en acero al carbono o acero no aleado tienen una resistencia térmica al rojo de 250-300 ºC y, por lo tanto, se emplean solamente para bajas velocidades de corte o en el torneado de madera y plásticos. Son herramientas de bajo costo y fácil tratamiento térmico, pero por encima de 300°C pierden el filo y la dureza. Con acero al carbono se fabrican machuelos, terrajas, limas de mano y otras herramientas similares.
A cer o rápido : son herramientas de acero aleado con elementos ferrosos tales
como tungsteno, cromo, vanadio, molibdeno y otros. Estos a ceros adquieren alta dureza, alta resistencia al desgaste y una resistencia térmica al rojo hasta temperaturas de 650 ºC. Aunque a escala industrial y en el mecanizado de alta velocidad su aplicación ha disminuido notablemente en los ú ltimos años, las herramientas de acero rápido aún se prefieren para trabajos en metales blandos o de baja producción, porque son relativamente económicas y son las únicas que se pueden volver a afilar en amoladoras o esmeriladoras provistas de una muela abrasiva de óxido de aluminio, de uso común en la mayoría de los talleres. Los materiales que siguen son aquellos con los que se construyen los hoy tan difundidos insertos o plaquitas. C arburo cementado o metal duro: estas herramientas se fabrican a base de
polvo de carburo, que junto a una porción de cobalto, usado como aglomerante, le otorgan una resistencia de hasta 815°C. Los carburos más comunes son: carburo de tungsteno (WC o widia), carburo de titanio (TiC), carburo de tantalio (TaC) y carburo de niobio (NbC). Por su dureza y buena resistencia al desgaste son las herramientas más adecuadas para maquinar hierro colado, metales no ferrosos y algunos materiales abrasivos no metálicos. Otra categoría de metales duros aleados comprende carburo cementado recubierto, donde la base de carburo cementado se recubre con carburo de titanio, nitruro de titanio (TiN), óxido de aluminio, nitruro de titanio y carbono (TiCN) y nitruro de titanio y aluminio (TiAlN).
Cermet (combinación de material cer ámico y met al): aunque el nombre es
aplicable incluso a las herramientas de carburo cementado, en este caso las partículas base son de TiC, TiCN y TiN en vez de carburo de tungsteno. El aglomerante es níquel-cobalto. Estas herramientas presentan buena resistencia al desgaste, alta estabilidad química y dureza en caliente. Su aplicación más adecuada es en los materiales que producen una viruta dúctil, aceros y las fundiciones dúctiles.
6- Realice un gráfico e indique los movimientos de avance y penetración.
7- ¿Cómo se fijan las herramientas de carburo de tungsteno?
Los insertos se montan en un portaherramientas al que se sujetan por medio de grapas o tornillos. El estilo del portaherramientas se determina por: - Forma de la pieza - Resistencia requerida
. Disponibilidad en el mercado - Estandarización 9)
10)Contestada en pregunta 3 12- ¿Cómo se puede mecanizar una pieza en bruto en el torno?
1- Sujeción de la pieza en bruto 2- Refrentado de la cara frontal 3- Desbastado 4- Afinado, desbarbado 5- Tronzado 6- Refrentado de la segunda cara frontal, desbarbado
13) Torneado cónico: tiene por objeto obtener troncos de cono en lugar de cilindros. Se puede realizar por 3 procedimientos, como puede ser: • Inclinando el carro portaherramientas. • Desplazando el contra punto. • Con un dispositivo copiador.
14) Ω= arctg ((D-d)/2L) Ω=ArcTg((28-12)/2.35) Ω= 12 52’ 30”
15) Para el mecanizado de una rosca en torno, se procede de la siguiente forma: 1. Se coloca la herramienta perfectamente centrada con el eje de la pieza. 2. Si se debe inclinar el charriot, se calculará el ángulo _ de inclinación con respecto al eje del torno de acuerdo a: _= 90º - _/2 Si la rosca es métrica, _ será 60º, por lo tanto _ será 60º; si es Whitworth _ es de 55º, por lo que _ resultará ser de 62º30´. 3. Posteriormente, nos aseguramos que la herramienta quede perfectamente perpendicular a la pieza. Para esto, me valgo del frente del plato, apoyando la herramienta, de una escuadra entre la pieza y la cara lateral de la herramienta, o de una plantilla de ángulos. 4. Coloco las revoluciones del plato en valores bajos, de acuerdo a las velocidades de corte de la herramienta, y acondiciono las palancas de la caja Norton teniendo como referencia la cantidad de hilos por pulgadas que tenga esa rosca ( si es Whitworth) o el paso ( si es métrica). Estos datos lo obtengo de una tabla de roscas. 5. Hago tangencia en la pieza y coloco los nonios del carro transversal y del superior en “cero”.
6. Conecto la palanca de la tuerca partida que se encuentra en el delantal cerrándola sobre el tornillo patrón. 7. Con el encendido del torno, la herramienta comenzará a labrar la hélice de rosca sobre la pieza. Al final del roscado, detengo la máquina sin levantar la palanca del tornillo patrón. 8. Alejo la herramienta de la pieza con el transversal, y conecto el torno en contramarcha hasta el principio de rosca. 9. En este lugar, detengo el torno y recupero la distancia que me había alejado con el transversal nuevamente hasta la posición cero del nonio. 10. Profundizo con el charriot “en flanco” de acuerdo a valores recomendados para
la herramienta (generalmente en el orden de una o dos décimas).
11. Reinicio el mecanizado según punto 7º. Sigo mecanizando hasta alcanzar la profundidad de rosca necesaria. Para verificar la profundidad del roscado, puedo valerme de un peine de roscas 16) La rosca métrica es de perfil triangular. Todas las magnitudes se miden en milímetros. El ángulo entre flancos será de 60º, redondeándose el fondo, en el caso de los pernos, para evitar la acción del entallado, que podría provocar la rotura del filete; las puntas sin embargo, se truncan. La rosca Whitworth es de perfil triangular; sus dimensiones se dan en pulgadas ( 1" = 25,4 mm ). El ángulo entre flancos es de 55º, redondeándose las puntas y el fondo de la rosca, a diferencia de lo que ocurría en las roscas métricas. El paso se indica por el número de espiras que entran en una pulgada. 17) Hay varias maneras de medir el paso de una rosca, aunque en el caso de las r oscas para tubos la más conveniente es mediante el uso de una galga o peine para roscas (no conf undir “peine” con la herramienta de corte que se usa en las roscadoras de tubos). La galga para roscas es una herramienta de medición muy sencilla y económica, apta para medir roscas tanto externas como internas. Está construida generalmente en metal y, como vemos en la figura de abajo, presenta una serie de láminas que se abren en abanico. Cada lámina lleva impreso un número y en su extremo presenta una serie de proyecciones similares a dientes de sierra. Sistema Whitworth :Las medidas de este sistema vienen expresadas en pulgadas y el paso viene dado por los hilos de la rosca que entran en 1 pulgada. El ángulo de rosca es de 55º
18)
. 19)Rosca Metrica: Diámetro interior del tornillo....... dit = de - 1,226 · P Diámetro interior de la tuerca..... Dit = de - 1,082 · P Whitworth: Diámetro interior del tornillo y de la tuerca........ dit = d - 1,280 · P 20) S eguridad A dvertenci as .- Antes de poner en marcha el torno conviene probarlo siempre a mano, haciendo girar el eje, para asegurarse que no haya estorbos. Teniendo que golpear cualquier órgano de la máquina, utilice un martillo de plomo o un mazo de madera y nunca martillos de acero, llaves, etc., porque, a poco andar, la máquina se arruinará por completo. No se debe poner en marcha el torno con la llave de ajuste del plato colocada. Precauciones para evitar acc identes .- El torno, de por sí, no es una máquina que ofrezca mayores peligros; pero como cualquier otra máquina, puede producir desgracias, y a veces graves, para el operario distraído y que descuida las normas especiales para los torneros. Señalaremos aquí algunas: 1. El tornero debe usar ropa ajustada al cuerpo, en ningún caso ropa suelta. Se deben evitar pulseras, relojes, anillos, collares, y cualquier otro elemento que cuelgue. Asimismo, el pelo largo, no debe pender sobre la cara, y en todo caso debe colocarse una colita.
2. Durante el trabajo debe mantenerse una posición correcta sin apoyar el torso o los codos sobre el torno, porque pueden originarse graves daños. 3. Debe mantenerse limpio y sin estorbos el piso inmediato a la máquina, con lo cual se evitará el peligro de caer sobre el torno en movimiento. 4. Al quitar las correas hay que servirse siempre del pasa correas o bien de una varilla, un tubo o una regla de madera. 5. Antes de proceder a la limpieza de la máquina, a la lubricación, al desmontaje y montaje de una pieza interna, es necesario parar el torno y asegurarlo para que no se vaya a arrancar impensadamente. Colocar la parada de emergencia de la máquina. Si es posible quitar también los fusibles. 6. No se debe tocar descuidadamente órganos o piezas en movimiento, porque un descuido de este género puede acarrear graves consecuencias. 7. Al trabajar metales quebradizos, como la fundición de hierro y el bronce, es imprescindible proteger los ojos con anteojos de seguridad. Esta precaución es necesaria también para cuando se afilan herramientas en la amoladora. 21) Estos compuestos metálicos se producen con una especie de “mortero metálico” donde la “arena” es polvo gris de carburo de tungsteno y el “cemento” o
aglutinante es cobalto. El proceso para que esta mezcla “fragüe” se llama sinterización. Ésta consiste en un tratamiento a alta presión y temperatura, pero sin llegar al punto de fusión de todos componentes. En el proceso se alcanzan presiones de hasta 20.000 kg/m 2 y temperaturas de 1600ºC. Con estas condiciones el cobalto se funde (a 1495ºC) aglutinando así el polvo de carburo de tungsteno cuyo punto de fusión no se alcanza hasta los 2780ºC. El Metal Duro resultante posee unas propiedades perfectas para las herramientas de corte, la elevada dureza del carburo de tungsteno y la tenacidad que le confiere el cobalto. La composición del Metal Duro puede ser de un 85 a un 98% de carburo de tungsteno, de un 2 a un 15% de cobalto y de un 0 a un 1% de otros metales como níquel y hierro 22) Fallos y Defectos de las Roscas
Como todo componente tecnológico el fallo inicial que puede presentar una rosca sea un defecto de calculo y diseño. Porque no se haya elegido bien las dimensiones de la rosca,el sistema adecuado y el material adecuado. Este fallo conlleva un deterioro prematuro del apriete incluso un deterioro súbito al momento de efectuar el apriete. Un segundo defecto que puede presentar un elemento roscado es el deterioro de la rosca si resulta atacado por la corrosión u oxidación, como
consecuencia puede ir perdiendo la presión de apriete y origine un aflojamiento del conjunto causando una posible avería.
Un tercer defecto o fallo se puede originar en el momento del apriete si se supera el par de apriete limite que tenga el elemento roscado, produciéndose una laminación del elemento menos resistente que forma la unión.
23) Se realizan los agujeros por medio del taladro y se procede a pasar los diferentes machos, para las roscas de M8 machos de rosca de 8 y para M10 machos de rosca de 10.Para realizar las roscas se deben de pasar 3 machos diferentes, cada uno de los machos tiene los filos mas anchos. Esto se debe hacer como mucho cuidado para que la rosca quede recta y no se nos tuerza para ningun lado. 24)
25)
Apreciación del nonio.
Una escala nonio tiene cuatro características que la definen:
n: el número de divisiones del nonio A: la apreciación, medida más pequeña que puede representar. k: constante de extensión, que determina la longitud del nonio para una misma apreciación L: su longitud en las mismas unidades de la regla de estas variables solo n y k son independientes y A y L dependen de las primeras del siguiente modo la apreciación es:
y la longitud del nonio es:
donde k es un numero entero mayor o igual que 1, normalmente 1 o 2 cuando se quiere facilitar la lectura.
En el caso visto hasta ahora, con n = 10, tenemos que:
en el caso visto k = 1, por tanto:
En el caso de que k = 2, tendríamos:
un nonio de 19 mm de longitud y 10 divisiones tendría la misma apreciación, en el doble de longitud, lo que facilita su lectura, al estar sus divisiones mas separadas.
Nonio de 20 divisiones
Podemos ver otro ejemplo, que junto con el anterior, son los más utilizados en el sistema decimal. Con un nonio de 19 de longitud y 20 divisiones, con lo que tendríamos una apreciación:
que en este caso, seria:
el caso mas normal es con k = 1, por tanto:
Las longitudes del ninio de 10 divisiones y K = 2 y 20 divisiones y k= 1 es la misma 19 mm, como puede verse, pero en este segundo caso las 20 divisiones dan una apreciación de 0,05 que en el caso anterior es de 0,1, por la diferencia en el numero de divisiones. Para un calibre Pie de Rey es la mayor apreciación dado que divisiones más pequeñas no serian apreciables a simple vista, y seria necesaria un equipo óptico auxiliar.
Nonio de 50 divisiones
Un nonio de 50 divisiones es el de la fotografía. La apreciación de este calibre como en los casos anteriores, corresponde a la expresión:
que sustituyendo los valores, tenemos:
operando, da como resultado:
Esta apreciación esta grabada en la parte superior del calibre como se puede ver. su longitud con k = 1, es:
La apreciación del instrumento, una división del nonio, equivale a 0,02, cada cinco divisiones son 0,02 * 5 = 0,1. En el nonio o escala vernier, se puede ver que cada cinco divisiones están marcadas con un numero del 0, para indicar el fiel y comienzo de la escala, y correlativamente del 1 al 10 indicando las décimas de milímetro. La segunda fotografía representa en detalle el nonio de la misma imagen, indicando la lectura: 3,58, con dos trazos rojos, uno indica el 3, el valor de la regla anterior al fiel, y la otra la cuarta marca después del 5 en el nonio. Aun tratándose de una fotografía perfectamente ampliada el señalar una lectura con mas precisión de 3,6 es dificultosa. Es fácil percatarse de las dificultades de este calibre para diferenciar medidas de esta precisión, y aunque si se fabrican y comercializan calibres de esta apreciación, en la practica resulta poco útil internar realizar mediciones de más apreciación de 0,05 mm en un calibre a simple vista.