Tipos diferentes de operaciones de torneado resultan de variaciones en los extremos de la herramienta y la relación cinemática entre la herramienta y la pieza de trabajo. Los procesos siguen procedimientos distintos para cumplir con las especificaciones de diseño. Sin embargo, cada operación puede lograr resultados diferentes para proyectos individuales.
Por lo tanto, es necesario entender los diferentes tipos de operaciones de torneado y sus peculiaridades. Este artículo examinará 10 de las operaciones más importantes realizadas en una máquina de torno, explicando sus procesos y aplicaciones. También aprenderás cómo puedes elegir la mejor para tu proyecto. Comencemos.
¿Cómo funciona la operación de torneado?
El torneado es un proceso de mecanizado utilizado para crear piezas cilíndricas, donde la herramienta de corte se desplaza en línea recta mientras la pieza de trabajo gira. Este proceso se realiza típicamente en un torno, que es una máquina herramienta que sostiene y hace girar la pieza de trabajo contra una herramienta de corte fija.
funcionamiento del torno CNC
Los pasos básicos involucrados en una operación de torneado son:
Configuración: El operario comienza calibrando y configurando el aparato de torneado CNC para garantizar un rendimiento óptimo. Luego, la pieza de trabajo se fija de manera segura en el husillo del torno para una rotación estable.
Selección de la herramienta: El siguiente paso implica elegir las herramientas de corte y colocarlas en la torreta de herramientas para cambios eficientes. La selección depende del material y los requisitos de diseño.
Carga del programa: El operario carga el programa de mecanizado CNC en el sistema y completa la configuración. Este programa guía la rotación de la pieza de trabajo y controla el movimiento de la herramienta de corte.
Operación de mecanizado: Una vez cargado el programa, comienza la operación de mecanizado CNC. La pieza de trabajo gira y la herramienta de corte la moldea según el diseño programado. Los parámetros de corte se ajustan para obtener tasas de remoción de material óptimas y precisión dimensional.
Monitoreo en tiempo real: Los sensores supervisan las condiciones durante el torneado para realizar ajustes en tiempo real, asegurando la consistencia y cumpliendo con los estándares de calidad.
Tipos de operaciones de torneado
El proceso de torneado puede involucrar varias operaciones diferentes, dependiendo del resultado que desees lograr. Antes de profundizar en los diferentes tipos de operaciones de torneado CNC, aquí tienes una breve descripción de lo que debes saber sobre ellas:
| Tipos de operaciones de torneado | Descripción | Ventajas | Aplicaciones |
| Torneado | Formas que giran piezas de trabajo usando una herramienta de corte de punto único. | Eficiencia, precisión, versatilidad, escalabilidad | Ejes, bujes, ejes, pasadores, varios componentes rotativos |
| Roscar | Forman roscas de tornillo en agujeros pre-perforados usando una machuela. | Conexiones fuertes, estandarización, desmontaje/reutilización | Creación de agujeros roscados para ensamblaje en varias industrias |
| Roscar | Tallado de roscas externas en el diámetro exterior de una pieza de trabajo. | Ensamblaje fuerte y estandarizado, versatilidad, escalabilidad | Fabricación de varillas roscadas, tornillos, fijaciones, etc. |
| Roscado | Refina y agranda agujeros existentes en piezas de trabajo. | Precisión dimensional, acabado superficial, capacidad | Agrandar agujeros pre-perforados para rodamientos, ejes, etc. |
| Estriado | Mejora la capacidad de agarre de las superficies de las piezas de trabajo creando patrones texturizados. | Mejor agarre, seguridad, estética | Manijas, perillas, piezas de maquinaria requieren un agarre seguro |
| Rebaje | Refina la precisión y el acabado superficial de los agujeros existentes. | Precisión dimensional, acabado superficial, precisión | Aplicaciones que requieren ajustes precisos, como alojamientos de rodamientos |
| Perforación | Crea agujeros cilíndricos en piezas de trabajo. | Versatilidad, eficiencia, integración | Creación de agujeros para fijaciones, pasadores y otros procesos de mecanizado |
| Ajuste de cara | Afilea las caras finales de las piezas cilíndricas. | Superficie de referencia, versatilidad, integración | Creación de superficies planas y cuadradas para superficies de acoplamiento, rodamientos, etc. |
| Ranurado | Corta ranuras o canales alrededor de la circunferencia de la pieza de trabajo. | Canales funcionales, separación, estética | Creación de canales para juntas tóricas, anillos de retención, separación de componentes individuales |
| Separación | Separa los componentes terminados de la barra de materia prima. | Eficiencia, automatización, rentabilidad | Producción de múltiples piezas idénticas a partir de una barra de material única |
Torneado
El torneado es la operación más frecuente en un torno CNC. Esta operación da forma a una pieza de trabajo giratoria utilizando una herramienta de corte de punto único. La herramienta, posicionada en un ángulo y velocidad de avance específicos, elimina material de la pieza en rotación para reducir su diámetro y lograr una forma cilíndrica deseada. La trayectoria de la herramienta puede ser recta para secciones de diámetro constante o seguir un contorno programado para formas cónicas o curvas. Hay dos operaciones principales de torneado: bruto y acabado.
El torneado en bruto se centra en reducir rápidamente la pieza a un grosor casi final, priorizando la velocidad sobre la precisión y la calidad de la superficie. Sin embargo, el torneado de acabado busca lograr dimensiones precisas y un acabado suave.
proceso de trabajo de torneado CNC
Sin embargo, existen otros tipos más amplios de torneado:
Torneado por pasos: Forma dos superficies con un cambio repentino de diámetro, creando una característica en forma de escalón.
Torneado cónico: Este proceso genera una pendiente gradual entre dos superficies de diámetros diferentes moviendo la herramienta de corte y la pieza de trabajo en un ángulo entre sí.
Torneado de chaflán: Da forma a un borde inclinado, suavizando la transición aguda entre dos superficies de diámetros variables.
Torneado de contorno: La herramienta de corte se desplaza a lo largo de una trayectoria predefinida para esculpir la superficie de la pieza de trabajo. Lograr la forma deseada puede requerir varias pasadas con una herramienta de contorneado, aunque algunas herramientas pueden lograr la misma forma en una sola pasada.
El torneado ayuda a crear una amplia variedad de componentes simétricos y rotacionales. Ejes, bujes, ejes, pasadores y otras piezas que requieren características cilíndricas precisas dependen en gran medida de las operaciones de torneado. La capacidad de lograr diferentes diámetros y longitudes en una sola pieza de trabajo lo convierte en un proceso muy versátil. A pesar de sus muchas ventajas, este proceso está principalmente diseñado para crear características rotacionales. Geometrías complejas pueden requerir procesos de mecanizado adicionales para elementos no cilíndricos.
Roscar
Esto operación de torneado implica el uso de una herramienta de roscar para cortar roscas en una pieza de trabajo introduciéndola axialmente a través de un agujero existente. Se emplea una machuela, que es una herramienta de corte multipunto. La pieza de trabajo gira lentamente sobre una platina, mientras que un soporte especial sostiene la machuela en un husillo de contrapunto. Diferentes geometrías de machuelas crean perfiles de rosca variados, como métrica, imperial o rosca gruesa unificada (UNC). El tamaño del agujero determina el tamaño compatible del cortador para la machuela.
proceso de trabajo de roscado
El roscado es esencial para crear agujeros roscados en componentes para fines de ensamblaje. Se utiliza ampliamente en casi todas las industrias, desde electrodomésticos hasta piezas automotrices y componentes aeroespaciales. Los agujeros roscados correctamente realizados proporcionan métodos fuertes y estandarizados para sujetar componentes, permitiendo un desmontaje y montaje fáciles cuando sea necesario.
Sin embargo, un agujero perforado con precisión y del tamaño correcto es crucial para un roscado exitoso. Un tamaño de agujero incorrecto puede provocar roscas dañadas o componentes debilitados. El proceso también puede debilitar el material de la pieza de trabajo alrededor del agujero, especialmente en materiales más blandos. Es necesario seleccionar cuidadosamente el material de la machuela y los parámetros de corte para minimizar este efecto.
Roscar
En contraste con el roscado, el roscado externo talla roscas en el diámetro exterior de una pieza de trabajo en rotación. Una herramienta de roscado dedicada, con un perfil específico (que coincide con el tipo de rosca deseado), corta progresivamente el patrón de rosca en la pieza de trabajo a medida que gira. Estas roscas forman surcos helicoidales uniformes con longitudes y pasos específicos. La trayectoria de la herramienta asegura un control preciso sobre la profundidad, el paso y el ángulo de flanco de la rosca.
proceso de trabajo de roscado externo
Para crear roscas más profundas, la herramienta puede necesitar hacer varias pasadas. La configuración adecuada de la máquina es esencial para lograr un roscado preciso. Si se requieren múltiples pasadas para roscas más profundas, la máquina de torno debe ajustarse para que la hélice comience desde la misma posición cada vez.
El roscado es vital para fabricar varillas roscadas, tornillos, sujetadores y otros componentes diseñados para enroscarse en agujeros roscados. Esta operación es importante en diversas industrias, incluyendo la automotriz y la maquinaria, donde las conexiones roscadas son fundamentales para ensamblar y asegurar componentes. Sin embargo, en comparación con operaciones de torneado más simples, el roscado puede ser un proceso que consume mucho tiempo, especialmente para perfiles de rosca complejos o piezas de gran diámetro. Lograr un acabado superficial suave y de alta calidad en las roscas puede requerir pasadas adicionales de mecanizado o herramientas especializadas.
Roscado
El mandrinado perfecciona y amplía un agujero existente en una pieza de trabajo usando una herramienta de corte de punto único similar al torneado. La herramienta de mandrinado, generalmente una barra delgada con un filo de corte afilado, elimina material del diámetro interior del agujero. Esto mejora su precisión y logra una superficie cilíndrica más suave. El mandrinado puede realizarse a lo largo de la línea central de la pieza (mandrinado axial) o radialmente para crear agujeros que se intersectan en ángulos específicos.
proceso de trabajo de mandrinado
Esta tecnología es esencial para ampliar agujeros pre-perforados para alojar rodamientos, ejes u otros componentes que requieran un ajuste preciso. Se emplea ampliamente en bloques de motor, carcasas de engranajes y otros componentes de máquinas donde las características internas precisas y de alta calidad son críticas. Además, puede corregir agujeros que no sean perfectamente redondos.
Cabe señalar que el mandrinado no puede crear un agujero; solo trabaja con agujeros pre-perforados. La precisión y el tamaño de este agujero pueden influir en el resultado de la operación. Este proceso suele ser lento y es adecuado para piezas de tamaño pequeño.
Estriado
Esta operación crea patrones dentados en la superficie de una pieza, mejorando la fricción de agarre y la apariencia visual. Este proceso emplea una herramienta especializada con ruedas cilíndricas (muescas) que contienen dientes que ruedan contra la superficie de la pieza para formar patrones. El patrón más común es en forma de diamante. Esto crea áreas elevadas en la superficie que mejoran el agarre y evitan deslizamientos durante el manejo.
proceso de trabajo de estriado
El estriado se usa con frecuencia en mangos, perillas y otros componentes que requieren un agarre seguro para la seguridad y funcionalidad del usuario. Es común en herramientas, piezas de maquinaria y objetos cotidianos donde una superficie antideslizante es esencial. Además, puede usarse con fines decorativos para crear patrones de componentes de línea recta.
Sin embargo, el proceso de estriado debilita ligeramente la capa superficial del material debido a la acción de presión de la herramienta. Además, puede no ser adecuado para todos los materiales o aplicaciones.
Rebaje
El reaming sigue a las operaciones de taladrado o fresado para refinar la precisión y el acabado superficial de un agujero existente. Agranda un agujero en la pieza de trabajo ingresando axialmente por el extremo y ajustando el diámetro de la herramienta. Un reamer con estrías, con un diámetro ligeramente mayor que el del agujero, elimina progresivamente pequeñas cantidades de material. Esto proporciona un diámetro más preciso y un acabado superficial interno más suave.
proceso de trabajo de reaming
Esta operación de torneado es crucial en aplicaciones que requieren ajustes precisos entre componentes, como alojamientos de rodamientos o cuerpos de válvula. Se utiliza ampliamente en diversas industrias donde las tolerancias estrictas y los acabados superficiales suaves son críticos para la funcionalidad y el rendimiento.
Al igual que el boring, el reaming requiere un agujero pre-perforado o taladrado con un diámetro específico para acomodar el reamer. Es más adecuado para refinar agujeros existentes que para crear completamente nuevos. Además, elimina cantidades mínimas de material y puede no ser adecuado para agrandar significativamente un agujero.
Perforación
La operación de taladrado elimina material del interior de una pieza de trabajo para crear un agujero. Este agujero tiene un diámetro que coincide con el tamaño de la broca. La posición adecuada de la broca es esencial para un rendimiento óptimo. Por lo tanto, los operarios colocan las brocas en un soporte de taladro de cola o en un soporte de herramienta de torno mientras el material gira en un mandril o plato de cara. La velocidad de avance y el tamaño de la broca determinan la profundidad y precisión del agujero.
proceso de trabajo de taladrado
El taladrado se utiliza ampliamente para crear agujeros para sujetadores, pasadores y chavetas, o para procesos de mecanizado posteriores como roscado o boring. Es crucial para el ensamblaje de componentes, creación de piezas y diversas otras aplicaciones en casi todas las industrias.
Sin embargo, la precisión y calidad del agujero pueden verse afectadas por factores como el tamaño de la broca, la velocidad de avance y las propiedades del material. Parámetros incorrectos pueden conducir a una colocación inexacta del agujero, desviaciones en el tamaño o rebabas alrededor del agujero. Además, crear geometrías complejas en los agujeros puede requerir procesos de mecanizado adicionales.
Ajuste de cara
En el mecanizado, las piezas de trabajo suelen ser más largas que la pieza final. La operación de escariado aborda esto mecanizando el extremo de una pieza de trabajo en paralelo al eje de rotación. La herramienta se desplaza a lo largo del radio de la pieza, eliminando una capa delgada de material para lograr la longitud deseada y una superficie lisa en la cara.
proceso de trabajo de escariado
Esta operación es esencial para crear una superficie plana y cuadrada para superficies de acoplamiento perpendiculares, rodamientos o para procesos de mecanizado posteriores. Es una operación fundamental para muchos componentes que requieren un posicionamiento y ensamblaje precisos. Por ejemplo, asegura que un rodamiento quede bien asentado contra una superficie mecanizada.
Sin embargo, el escariado no puede crear superficies angulares o curvas en geometrías complejas. Dependiendo del estado inicial del extremo de la pieza, puede eliminar una cantidad significativa de material.
Ranurado
También conocido como estrangulado, el ranurado crea un corte estrecho en el material base. El tamaño del corte depende del ancho de la herramienta de corte. Las ranuras más anchas requieren que la herramienta realice múltiples pasadas a lo largo de una sola trayectoria. Hay dos tipos de ranurado: en cara y externo. En el ranurado en cara, la herramienta de corte realiza una ranura estrecha en la cara de la pieza, mientras que en el ranurado externo, elimina material mediante un movimiento radial hacia el lado de la pieza.
proceso de trabajo de ranurado
El ranurado cumple diversas funciones tanto funcionales como estéticas. Puede crear canales para juntas tóricas o anillos de retención, que son esenciales para sellar o mantener componentes. Las ranuras también pueden usarse para separar componentes individuales de una barra larga o para crear canales para lubricación o flujo de fluidos.
Sin embargo, las ranuras debilitan la sección transversal general de la pieza, especialmente en ranuras profundas. Esto debe considerarse durante la fase de diseño para garantizar que el material restante pueda soportar las esfuerzos operativos. La selección de la geometría adecuada de la herramienta de corte es crucial para lograr el perfil deseado de la ranura y minimizar el desgaste de la herramienta.
Separación
El parted es la operación final para separar un componente terminado de la barra de materia prima. Aquí, una herramienta de forma específica corta progresivamente a través de la pieza de trabajo mientras gira, alcanzando finalmente el centro donde la pieza se desprende y cae. A menudo se emplea un recolector de piezas para recoger la parte separada. Esta operación se realiza después de que la pieza de trabajo ha sido mecanizada hasta el tamaño y forma requeridos.
proceso de trabajo de separación
Este proceso es esencial para producciones en volumen alto donde se crean múltiples piezas idénticas a partir de una barra de material. Optimiza el proceso de producción completando la creación de la pieza en una sola configuración de torneado CNC. Sin embargo, es importante tener en cuenta que una programación inadecuada puede conducir a superficies de separación irregulares o a una generación excesiva de chatarra.
Cómo Elegir las Operaciones de Torneado Adecuadas
Mientras Torneado CNC abre las posibilidades de lograr una amplia gama de productos, elegir la operación correcta es clave para el éxito de su proyecto. Analicemos las diversas consideraciones para ponerlo en el camino correcto.
Tipo de Material
Los diferentes materiales tienen una maquinabilidad variable. Algunas operaciones de torneado podrían debilitar una pieza dependiendo del material. Por ejemplo, ranuras profundas mecanizadas en una pieza de aluminio suave pueden reducir significativamente su resistencia general. Por otro lado, materiales más duros como el acero pueden soportar cortes más profundos sin comprometer su integridad estructural.
Materiales dúctiles como el aluminio o el latón pueden deformarse ligeramente bajo la presión de corte durante el torneado. Esta ductilidad puede ser beneficiosa para lograr acabados suaves. Por otro lado, materiales frágiles como el hierro fundido pueden agrietarse o astillarse si se someten a una fuerza excesiva durante operaciones como taladrado o estriado. Seleccionar operaciones que minimicen el estrés en materiales frágiles ayuda a prevenir estos problemas.
Precisión Dimensional
Cada operación de torneado CNC ofrece un nivel diferente de precisión. Operaciones como torneado y enfrentado destacan en la creación de características altamente precisas como formas cilíndricas y superficies planas. Por otro lado, el taladrado y el estriado pueden tener una precisión inherente ligeramente menor debido a factores como la desviación de la broca o la vibración de la herramienta.
Por lo tanto, siempre es mejor considerar la precisión deseada. De manera similar, herramientas de torno más afiladas y rígidas crean cortes más limpios y tolerancias más ajustadas en comparación con herramientas desafiladas. Una herramienta desafilada puede hacer que la pieza sea ligeramente más grande o más pequeña de lo previsto. Por ello, es necesario considerar cuidadosamente la precisión inherente de cada operación y el nivel de tolerancia deseado para seleccionar la operación adecuada.
Acabado de Superficie
Los diferentes tipos de operaciones de torneado en tornos tienen capacidades inherentes en cuanto al acabado superficial. El torneado y el enfrentado suelen crear acabados más suaves en comparación con el taladrado o el estriado. Además, operaciones como el rehundido y el pulido se utilizan específicamente para mejorar el acabado superficial después de un proceso de mecanizado inicial. Comprender el impacto del acabado superficial deseado en la funcionalidad y estética de su pieza le ayudará a seleccionar la operación de torneado CNC más adecuada.
Forma y Características
Las diferentes operaciones de torneado crean formas y características diversas. El torneado crea formas cilíndricas, mientras que el enfrentado aplanan los extremos. El roscado talla roscas externas, y el machuelo crea roscas internas para tornillos. Elegir la operación incorrecta simplemente no logrará el resultado deseado.
Sin embargo, Torneado CNCsu fuerza radica en su capacidad para combinar múltiples operaciones en una sola pieza de trabajo. Una pieza compleja puede requerir torneado para la forma cilíndrica, luego taladrado para los agujeros y, posteriormente, machuelo para crear insertos roscados. La capacidad de combinar operaciones de manera eficiente en tornos CNC crea piezas intrincadas en una sola configuración. Conocer las capacidades de cada operación y cómo trabajan juntas le ayudará a elegir una operación exitosa.
Conclusión
El torneado desempeña un papel crucial en el mecanizado CNC, permitiendo cortes precisos para crear componentes intrincados. Su versatilidad se extiende a trabajar con diversos materiales y producir formas variadas. Los diferentes tipos de operaciones de torneado disponibles lo hacen aún más útil en varias situaciones. Sin embargo, la lista extensa de tecnologías hace que sea un desafío seleccionar la opción óptima para su proyecto.
XTJ es un fabricante OEM líder dedicado a ofrecer soluciones de fabricación integral desde prototipos hasta producción. Nos enorgullece ser una empresa certificada con ISO 9001 en gestión de calidad y estamos decididos a crear valor en cada relación con el cliente. Lo logramos mediante colaboración, innovación, mejoras en los procesos y una mano de obra excepcional.
