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MÓDULO IV: MECANIZADO POR ARRANQUEDE VIRUTATEMA 11: Torneado (I) - ProcesoTECNOLOGÍAS DE FABRICACIÓNGrado en Ingeniería en Organización IndustrialDPTO. DE INGENIERÍA MECÁNICAUniversidad del País Vasco – Euskal Herriko UnibertsitateaTema 11: Torneado (I) - Proceso1/25

Contenidos1. Introducción-Introducción a los procesos de arranque de virutaCaracterísticas del proceso de torneado y tipos de piezasDescripción del proceso de torneado2. Herramientas de torneado o monofilo-Partes y elementos de las herramientas de torneadoDefinición de ángulos de herramienta y radio de punta.Herramientas enterizas y de plaquitas.3. Operación de cilindrado-Parámetros básicos de una operación de torneadoFuerza de corte y potencia de corteRugosidad en torneado4. Otras operaciones de torneado5. Cuestionario tutorizado6. Oportunidades laborales: empresas y productosTema 11: Torneado (I) - Proceso2/25

1. IntroducciónINTRODUCCIÓN A LOS PROCESOS DE ARRANQUEDE VIRUTA: Operaciones de alto costo en relación aotros procesos de fabricación.Se basan en eliminar material de piezasque generalmente se han fabricado conotros procesos. OPERACIONES Desbaste Acabado PROCESOS DE MECANIZADO Procesos con herramienta defilos cortantesTorneadoFresadoTaladrado Procesos abrasivosRectificado Métodos no convencionalesElectroerosiónCorte por AguaLáser Tema 11: Torneado (I) - ProcesoPieza de fundiciónPartes mecanizadas3/25

1. IntroducciónCARACTERÍSTICAS DEL PROCESO DE TORNEADOY TIPOS DE PIEZAS: Operaciones de mecanizado para piezas derevolución. VENTAJAS DEL PROCESO Alta precisión y buen acabadosuperficial. Aplicado a piezas de diversostamaños y producciones (desdepiezas unitarias hasta largas series). Diferentes materiales (limitación enmateriales muy duros). Cigüeñal forjadoAceroPartes mecanizadasLIMITACIONES DEL PROCESO Proceso caro. Limitado a piezas de revolución.Tema 11: Torneado (I) - Proceso4/25

1. IntroducciónCARACTERÍSTICAS DEL PROCESO DE TORNEADOY TIPOS DE PIEZAS: Operaciones de mecanizado para piezas derevolución. VENTAJAS DEL PROCESO Alta precisión y buen acabadosuperficial. Aplicado a piezas de diversostamaños y producciones (desdepiezas unitarias hasta largas series). Diferentes materiales (limitación enmateriales muy duros). Bulón forjadoAceroLIMITACIONES DEL PROCESO Proceso caro. Limitado a piezas de revolución.Tema 11: Torneado (I) - Proceso5/25

1. IntroducciónDESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE TORNEADO APLICACIONESMecanizado de piezas de revolución. COMBINACIÓN DE DOS MOVIMIENTOSDIFERENTES:El movimiento principal o de corteEl movimiento de avancePiezaPlano dereferenciaPrHerramientaMOVIMIENTO PRINCIPALGiro de la piezaElevado consumo de potenciaVelocidad mucho mayor que el movimientode avance.MOVIMIENTO DE AVANCETraslación de la herramienta.Menor velocidad y consumo de potencia.Movimientoprincipal ode corteMovimiento deavanceVelocidad decorteVelocidadde avanceVelocidadefectivaHerramientaTema 11: Torneado (I) - Proceso6/25

1. IntroducciónTema 11: Torneado (I) - Proceso7/25

1. IntroducciónDESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE TORNEADO APLICACIONESMecanizado de piezas de revolución. COMBINACIÓN DE DOS MOVIMIENTOSDIFERENTES:El movimiento principal o de corteEl movimiento de avancePiezaMov. PrincipalHerramientaMov. Avance MOVIMIENTO PRINCIPALGiro de la piezaElevado consumo de potenciaVelocidad mucho mayor que elmovimiento de avance. MOVIMIENTO DE AVANCETraslación de la herramienta.Menor velocidad y consumo de potencia.Tema 11: Torneado (I) - Proceso8/25

2. Herramientas de torneadoPARTES DE UNA HERRAMIENTA DE TORNEADO: SE DIVIDE EN: Mango Parte CortanteEN LA PARTE CORTANTE: Filo Principal Filo Secundario Superficie de incidencia Superficie de desprendimiento Punta de la herramientaFilo principalFilo secundarioMangoCabeza o partecortanteFilo secundarioSupf. de incidenciasecundariaPunta de la herramientaTema 11: Torneado (I) - ProcesoEje de laherramienta(Plano // Pr)Filo principalSuperficie de incidenciaSuperficie de desprendimiento9/25

2. Herramientas de torneadoDEFINICIÓN DE ÁNGULOS DE HERRAMIENTA (I):ÁNGULOS DE POSICIÓN DE FILO Y RADIO DEPUNTA: SE PUEDEN DEFINIR1: Ángulo de posición de filo principalVf( r) Ángulo de posición de filo secundario rr r( ’r) Radio de punta (r )VfVfCilindrado1Nota:RefrentadoLa nomenclatura utilizada para designar ángulos y partes de las herramientas se basa en la Norma UNE 16-149(Equivalente ISO 3002/1)Tema 11: Torneado (I) - Proceso10/25

2. Herramientas de torneadoDEFINICIÓN DE ÁNGULOS DE HERRAMIENTA (II):ÁNGULOS DE DESPRENDIMIENTO EINCIDENCIA: Sección XXPlano Pr( Vc)VcSE PUEDEN DEFINIR1: Ángulo de desprendimiento Ángulo de Incidencia (-)SuperficietransitoriaNPr : Áng. deVfDesprendimiento// Vc : Áng. deIncidenciaFilosecundarioFiloprincipalVf1Nota: ( )NSuperficie dedesprendimientoLa nomenclatura utilizada para designar ángulos y partes de las herramientas se basa en la Norma UNE 16-149(Equivalente ISO 3002/1)Tema 11: Torneado (I) - Proceso11/25

2. Herramientas de torneadoDEFINICIÓN DE ÁNGULOS DE HERRAMIENTA (II):ÁNGULOS DE DESPRENDIMIENTO EINCIDENCIA: SE PUEDEN DEFINIR1: Ángulo de desprendimiento Ángulo de IncidenciaSuperficietransitoriaNPrMaterial DúctilMaterial icie dedesprendimientoLa nomenclatura utilizada para designar ángulos y partes de las herramientas se basa en la Norma UNE 16-149(Equivalente ISO 3002/1)Tema 11: Torneado (I) - Proceso12/25

2. Herramientas de torneadoHERRAMIENTAS ENTERIZAS Y DE PLAQUITAS Las herramientas enterizas: Son de un solo cuerpo. Los filos están tallados sobre elcuerpo de la herramienta. Son reafilables. Las herramientas de plaquitas: El filo está en un elementodenominado plaquita. La plaquita se monta sobre el cuerpode la herramienta. Son desechables.Tema 11: Torneado (I) - Proceso13/25

3. Operación de CilindradoPARÁMETROS BÁSICOS DE UNA OPERACIÓN DE TORNEADOTochoLos parámetros de mecanizado influyen en: Tiempo de mecanizado ProductividadCalidad de la pieza mecanizada AcabadoPiezaSe realizan operaciones de DESBASTE y ACABADO: DESBASTEEliminar la máxima cantidad de material ProductividadAcercarse a la forma final sin importar el acabadoSe usan herramientas robustas Mayor Tamaño ACABADOBuscar la máxima precisión y acabadoHerramientas para acabado de detalles Menor tamañoTema 11: Torneado (I) - Proceso14/25

3. Operación de CilindradoN (rpm)PARÁMETROS BÁSICOS DE UNA OPERACIÓN DETORNEADO Velocidad de Corte (m/min):Vc: Velocidad de corte(m/min)D: Diámetro en mmN: Veloc. de rotación (rpm) Velocidad de Avance (mm/min):Vf (mm/min) Profundidad de Pasadaap (mm) Avance (mm)Vc (m/min)f (mm)f: Avance (mm ó mm/rev)Vf: Velocidad de Avance mm/minap (mm)N: Veloc. de rotación (rpm)Tema 11: Torneado (I) - Proceso15/25

3. Operación de CilindradoPARÁMETROS BÁSICOS DE UNA OPERACIÓN DETORNEADO Espesor de Corte, ac(mm):ac f·sen( r) ac: Espesor de corte (mm)f: Avance en mm r r : Ángulo de posición ’rScVfAnchura de Viruta, aw(mm):aw apapsin r aw: Anchura de viruta (mm)ap: Profundidad de pasada (mm)r r : Ángulo de posiciónSección de viruta, Sc(mm2):Sc ac·awSc: Sección de viruta (mm2)ac: Espesor de corte (mm)aw: Anchura de viruta (mm)acapaw rac rffTema 11: Torneado (I) - Proceso16/25

3. Operación de CilindradoFUERZA DE CORTE Y POTENCIA DE CORTEEnergía específica de corteDepende de: Fuerza puesta en juego (N)La fuerza puesta en juega en el proceso de torneadose puede expresar como la suma de 3 componentes:La fuerza radial, axial y la de corte. La mássignificativa es la de corte y se puede calcular como:Fc ps·ScFc: Fuerza de corte (N)Sc: Sección de viruta ( mm2)ps El material de la pieza El espesor de corte, ac(N/mm2)ac (mm)ps : Energía específica de corte (N/mm2) Fuerza de Empuje (N)La fuerza de empuje es la suma de las fuerzas endirección axial y radial a la pieza. Suele ser muchomenor que la fuerza de corte. Potencia de Corte (W):F VPc c c60Pc: Potencia de corte (W)Fc: Fuerza de corte (N)Vc: Velocidad de corte (m/min)Tema 11: Torneado (I) - Proceso17/25

3. Operación de CilindradoFUERZA DE CORTE Y POTENCIA DE CORTE Fuerza puesta en juego (N)La fuerza puesta en juega en el proceso de torneadose puede expresar como la suma de 3 componentes:La fuerza radial, la de empuje y la de corte. La mássignificativa es la de corte y se puede calcular como:Fc ps·ScValores de energíaespecífica de corteFc: Fuerza de corte (N)Sc: Sección de viruta ( mm2)ps : Energía específica de corte (N/mm2) Fuerza de Empuje (N)La fuerza de empuje es la suma de las fuerzas endirección axial y radial a la pieza. Suele ser muchomenor que la fuerza de corte. Potencia de Corte (W):F VPc c c60Pc: Potencia de corte (W)Fc: Fuerza de corte (N)Vc: Velocidad de corte (m/min)Tema 11: Torneado (I) - Proceso18/25

3. Operación de CilindradoRUGOSIDAD EN TORNEADO RmaxRugosidad con herramienta de radio de punta r Rf2 ; Ra max8 r 4Rmax Rmax Si f Ra (para r cte)r r f f Rmax Si r Ra (para f cte)r Tema 11: Torneado (I) - ProcesoRmax fr f19/25

4. Otras operacionesOTRAS OPERACIONES DE TORNEADOAdemás de la operación de CILINDRADO, sepueden realizar otras operaciones de torneado.RefrentadoCilindrado CILINDRADO DE INTERIORESAumenta el diámetro interior de la pieza.Parámetros similares a la operación decilindrado.Cilindrado deinterioresRanuradoREFRENTADOMecanizado de una superficie perpendicular aleje de giro.La velocidad de corte es variable.REFRENTADOTema 11: Torneado (I) - Proceso20/25

4. Otras operacionesOTRAS OPERACIONES DE TORNEADOAdemás de la operación de CILINDRADO, sepueden realizar otras operaciones de torneado. RANURADOMecanizado de una ranura interior en la pieza.En el caso límite, la pieza se puede cortar, loque se denomina TRONZADO.TRONZADOTema 11: Torneado (I) - Proceso21/25

4. Otras operacionesOTRAS OPERACIONES DE TORNEADOAdemás de la operación de CILINDRADO, sepueden realizar otras operaciones de torneado. ROSCADOGeneración de una rosca (exterior o interior) enla superficie de la pieza mediante pasadassucesivas.La operación se realiza en pasadas sucesivasdddf pasoderoscaTema 11: Torneado (I) - Proceso22/25

5. Cuestionario tutorizadoCUESTIONARIO DE AUTOEVALUACIÓN1. ¿Qué motivos pueden existir para que la operación de mecanizado sea más costosa que otrosprocesos de fabricación?2. La realización de operaciones de desbaste y acabado incrementa el tiempo de las operacionesde mecanizado ¿Por qué crees que se deben realizar varias operaciones sobre la mismapieza? ¿Qué requisitos se le piden a las operaciones de desbaste? ¿Y a las de acabado?3. ¿Cuántos grados de libertad debería permitir la máquina en la que se realizan las operacionesde torneado? Representar esquemáticamente la máquina y los movimientos que debe tener.4. En una operación de cilindrado, dibuja una herramienta (Hta. A) con un ángulo de posición defilo principal de 95º y un ángulo de posición de filo secundario de 45º. Dibuja al lado otraherramienta (Hta. B) de ángulo de posición de filo principal de 45º y un ángulo de posición defilo secundario de 15º. ¿Qué ventajas y desventajas tiene la herramienta A respecto de la B?5. ¿Qué ventaja tiene utilizar herramientas ángulos de desprendimiento negativos, frente aherramientas de ángulo de desprendimiento positivos?Tema 11: Torneado (I) - Proceso23/25