Articulo de referencia

Torno

Torno de metal moderno Un relojero utilizando un torno para preparar un componente cortado de cobre para un reloj. Un torno ( / l eɪ ð / ) es una máquina herramienta que hace gi...

Torno de metal moderno
Un relojero utilizando un torno para preparar un componente cortado de cobre para un reloj.

Un torno ( / l ð / ) es una máquina herramienta que hace girar una pieza de trabajo alrededor de un eje de rotación para realizar diversas operaciones como cortar , lijar , moletear , taladrar , deformar , refrentar , roscar y tornear , con herramientas que se aplican a la pieza de trabajo para crear un objeto con simetría respecto a ese eje. [ 1 ]

Los tornos se utilizan en el torneado de madera , el trabajo de metales , el hilado de metales , la proyección térmica , la recuperación y el trabajo del vidrio. Los tornos se pueden usar para dar forma a la cerámica , siendo el torno de alfarero el diseño más conocido . Los tornos para trabajar metales mejor equipados pueden producir la mayoría de los sólidos de revolución , superficies planas y roscas o hélices . Los tornos ornamentales pueden producir sólidos tridimensionales más complejos. La pieza de trabajo generalmente se sujeta mediante uno o dos centros , al menos uno de los cuales suele poder moverse horizontalmente para adaptarse a diferentes longitudes de pieza. Otros métodos de sujeción incluyen sujetar la pieza alrededor del eje de rotación mediante un mandril o pinza , o fijarla a un plato mediante abrazaderas o un embrague de garras . Los tornos equipados con dispositivos especiales de fresado pueden utilizarse para realizar operaciones de fresado. [ 2 ]

Algunos ejemplos de objetos que se pueden producir en un torno son tornillos , candelabros , cañones de armas , tacos de billar , patas de mesa , cuencos , bates de béisbol , bolígrafos , instrumentos musicales (especialmente instrumentos de viento-madera ) y cigüeñales .

Historia

Torno torneado pilares en el templo Chennakeshava, Belur

El torno es una herramienta antigua. La evidencia más antigua de un torno es una representación en la tumba de Petosiris , que data del siglo IV a. C. en Egipto . También existe evidencia tenue de un artefacto torneado en un yacimiento micénico griego, que data de los siglos XIII o XIV a. C. [ 3 ]

Clear evidence of turned artifacts have been found from the 6th century BC: fragments of a wooden bowl in an Etruscan tomb in Northern Italy as well as two flat wooden dishes with decorative turned rims from modern Turkey.[3]

During the Warring States period in China, c.400 BC, the ancient Chinese used rotary lathes to sharpen tools and weapons on an industrial scale.[4]

The first known painting showing a lathe dates to the 4th century BC in ancient Egypt.[3][5]Pliny later describes the use of a lathe for turning soft stone in his Natural History (Book XXX, Chapter 44).

A craftsman working a chair leg on a lathe

Precision metal-cutting lathes were developed organically during the lead up to the Industrial Revolution, with many inventors contributing. They were critical to the manufacture of mechanical inventions of that period. There are many claims in the literature for the person who invented the precision lathe.[6]:64

...a professor...notes the competing claims and cautions against the "heroic inventor" treatment of the story. Far better to acknowledge, he says, that precision is a child of many parents, that its advances invariably overlap, that there are a great many indeterminate boundaries between the various disciplines to which the word precision can be attached, and that it was, in its early days, a phenomenon that evolved steadily over three centuries of ever-lessening bewilderment. It is, in other words, a story far less precise than its subject.

Simon Winchester, Exactly (2018)[7][6]

Some of the earliest examples include a version with a mechanical cutting tool-supporting carriage and a set of gears by Russian engineer Andrey Nartov in 1718 and another with a slide-rest shown in a 1717 edition of the French Encyclopédie. The slide-rest was a particularly important development because it constrains the motion of the cutting tool to generate accurate cylindrical or conical surfaces, unlike earlier lathes that involved freehand manipulation of the tool.[8]

Exact drawing made with camera obscura of horizontal boring machine by Jan Verbruggen in Woolwich Royal Brass Foundry approx. 1778 (drawing 47 out of set of 50 drawings)

Hacia la década de 1770, los tornos de precisión se volvieron prácticos y conocidos. Un carro portaherramientas se muestra claramente en una edición de 1772 de la Encyclopédie, y durante ese mismo año, Jan Verbruggen instaló un torno para cañones accionado por caballos en el Arsenal Real de Woolwich , Inglaterra . Los cañones perforados con el torno de Verbruggen eran más resistentes y precisos que sus predecesores y se utilizaron en la Guerra de Independencia de los Estados Unidos . Henry Maudslay , inventor de muchas mejoras posteriores al torno, trabajó como aprendiz en el taller de Verbruggen en Woolwich. [ 9 ]

Durante la Revolución Industrial , la energía mecanizada generada por ruedas hidráulicas o máquinas de vapor se transmitía al torno mediante ejes de transmisión, lo que permitía un trabajo más rápido y sencillo. Los tornos para trabajar metales evolucionaron hasta convertirse en máquinas más pesadas con piezas más gruesas y rígidas. Entre finales del siglo XIX y mediados del siglo XX, los motores eléctricos individuales en cada torno sustituyeron a los ejes de transmisión como fuente de energía. A partir de la década de 1950, se aplicaron servomecanismos al control de tornos y otras máquinas herramienta mediante control numérico, que a menudo se combinaba con ordenadores para dar lugar al control numérico computarizado (CNC) . Hoy en día, los tornos de control manual y los CNC coexisten en la industria manufacturera. [ 10 ]

Diseño

El diseño más común se conoce como torno universal o torno paralelo. Otros diseños generales incluyen el torno frontal y el torno vertical , entre otros.

Componentes

Un torno para trabajar metales de 1911, mostrando sus componentes:
  1. cama
  2. Carro (con corredera transversal y portaherramientas)
  3. clavijero
  4. Engranaje trasero (otro tren de engranajes cercano acciona el husillo de avance)
  5. polea cónica para transmisión por correa desde una fuente de alimentación externa
  6. placa frontal montada en el husillo
  7. contrapunto
  8. husillo

Un torno puede tener o no patas, que se apoyan en el suelo y elevan la bancada a la altura de trabajo. Un torno puede ser pequeño y colocarse sobre un banco de trabajo o una mesa, sin necesidad de soporte.

Casi todos los tornos tienen bancada, que casi siempre es una viga horizontal, aunque los tornos CNC suelen tener una viga inclinada o vertical para asegurar que las virutas caigan sin caerse. Los tornos para madera especializados en torneado de cuencos grandes a menudo no tienen bancada ni contrapunto, sino simplemente un cabezal independiente y un soporte de herramientas en voladizo.

En un extremo de la bancada (casi siempre el izquierdo, visto desde la perspectiva del operario) se encuentra el cabezal. El cabezal contiene cojinetes giratorios de alta precisión. Dentro de estos cojinetes gira un eje horizontal, paralelo a la bancada, denominado husillo . Los husillos suelen ser huecos y presentan un cono Morse interior en la punta (orientada hacia la derecha/hacia la bancada) que permite el montaje de accesorios de sujeción. También pueden tener sistemas de sujeción en el extremo izquierdo, junto con otras herramientas para tareas específicas. (orientada hacia afuera de la bancada principal), o bien un volante u otro mecanismo accesorio en su extremo exterior. Los husillos son motorizados y transmiten movimiento a la pieza de trabajo.

El husillo se acciona mediante pedal y volante , o mediante correa o engranajes desde una fuente de energía como un motor eléctrico o ejes de transmisión aéreos. En la mayoría de los tornos modernos, esta fuente de energía es un motor eléctrico integrado, generalmente ubicado en el cabezal, a la izquierda del mismo, o debajo del cabezal, oculto en el soporte. [ 10 ]

Además del husillo y sus cojinetes, el cabezal suele contener componentes para convertir la velocidad del motor en distintas velocidades de husillo . Esto se logra mediante diversos mecanismos de cambio de velocidad, desde una polea cónica o escalonada, hasta una polea cónica con engranaje reductor (que es esencialmente una marcha baja, similar en efecto neto a la caja de cambios de dos velocidades de un camión), o incluso un tren de engranajes completo similar al de una transmisión manual de un automóvil . Algunos motores cuentan con controles de velocidad electrónicos tipo reóstato, lo que elimina la necesidad de poleas cónicas o engranajes.

El contrapunto del cabezal es el contrapunto , a veces denominado cabezal libre, ya que puede colocarse en cualquier punto conveniente de la bancada deslizándolo hasta la zona requerida. El contrapunto contiene un tambor que no gira, sino que puede deslizarse hacia dentro y hacia fuera paralelamente al eje de la bancada y directamente alineado con el husillo del cabezal. El tambor es hueco y suele tener una conicidad para facilitar la sujeción de diversos tipos de herramientas. Sus usos más comunes son sujetar un centro de acero endurecido, que se utiliza para soportar ejes largos y delgados durante el torneado, o sujetar brocas para taladrar orificios axiales en la pieza de trabajo. Son posibles muchos otros usos. [ 11 ]

Los tornos para trabajar metales tienen un carro (compuesto por una bancada y un delantal) coronado por un carro transversal, que es una pieza plana que se apoya transversalmente sobre la bancada y puede girar perpendicularmente a ella. Sobre el carro transversal suele haber otro carro llamado carro compuesto, que proporciona dos ejes de movimiento adicionales: rotatorio y lineal. Sobre este se encuentra un portaherramientas, que sujeta la herramienta de corte , la cual elimina material de la pieza de trabajo. Puede o no haber un husillo de avance , que mueve el carro transversal a lo largo de la bancada.

Los tornos para madera y metal no tienen carros transversales, sino soportes planos que se colocan transversalmente sobre la bancada. La posición de estos soportes se ajusta manualmente, sin necesidad de engranajes. Desde el soporte se eleva verticalmente un portaherramientas, en cuya parte superior se encuentra un apoyo horizontal. En el torneado de madera, las herramientas manuales se apoyan en el apoyo y se aplican como palanca sobre la pieza de trabajo. En el metal, el pasador que se eleva verticalmente desde el apoyo sirve como punto de apoyo para aplicar las herramientas sobre la pieza.

Accesorios

Un descanso constante

A menos que una pieza de trabajo tenga un cono mecanizado que coincida perfectamente con el cono interno del husillo, o tenga roscas que coincidan perfectamente con las roscas externas del husillo (dos condiciones que rara vez se dan), se debe utilizar un accesorio para montar la pieza de trabajo en el husillo.

Una pieza de trabajo puede atornillarse o fijarse con tornillos a un plato de sujeción , un disco grande y plano que se monta en el husillo. Como alternativa, se pueden usar topes para sujetar la pieza al plato de sujeción.

Una pieza de trabajo puede montarse en un mandril , o bien, una pieza circular sujetarse en un mandril de tres o cuatro mordazas . Para piezas de forma irregular, se suele utilizar un mandril de cuatro mordazas (con mordazas de movimiento independiente). Estos dispositivos de sujeción se montan directamente en el husillo del cabezal del torno.

En trabajos de precisión y en algunos tipos de trabajos repetitivos, las piezas cilíndricas se sujetan generalmente mediante una pinza insertada en el husillo y fijada con una barra de tracción o con una tapa de cierre en el husillo. También se pueden utilizar pinzas adecuadas para sujetar piezas cuadradas o hexagonales. En trabajos de fabricación de herramientas de precisión, estas pinzas suelen ser de tipo de inserción, donde, al apretar la pinza, la pieza se desplaza ligeramente hacia atrás en el cabezal, mientras que para la mayoría de los trabajos repetitivos se prefiere el tipo de longitud fija, ya que esto garantiza que la posición de la pieza no se mueva al apretar la pinza.

Una pieza de trabajo blanda (por ejemplo, madera) puede sujetarse entre puntos mediante un mecanismo de engranaje recto en el cabezal, que se clava en la madera y le transmite torsión.

Centro de carrera (arriba) Centro exacto (abajo)

En el husillo del cabezal se utiliza un punto fijo blando, ya que la pieza gira con él. Debido a su flexibilidad, se puede rectificar antes de su uso. El ángulo incluido es de 60°. Tradicionalmente, se utiliza un punto fijo duro junto con un lubricante adecuado en el contrapunto para sujetar la pieza. En la práctica moderna, el punto fijo se suele sustituir por un punto móvil o giratorio , ya que este gira libremente con la pieza (normalmente sobre rodamientos de bolas), lo que reduce el calor por fricción, algo especialmente importante a altas velocidades. Al mecanizar una pieza larga, esta debe sujetarse por ambos extremos. Esto se puede conseguir con un soporte fijo o móvil . Si no se dispone de un soporte fijo, la cara que se está mecanizando puede sujetarse con un medio punto fijo. Un medio punto tiene una superficie plana mecanizada en una sección ancha de la mitad de su diámetro en el extremo puntiagudo. Se conserva una pequeña sección de la punta del punto fijo para garantizar la concentricidad. Es necesario aplicar lubricación en este punto de contacto y reducir la presión del contrapunto. También se puede emplear un soporte de torno o un arrastre de torno al tornear entre dos puntos. [ 12 ]

En el torneado de madera, una variante del contrapunto rodante es el contrapunto de copa , que consiste en un cono de metal rodeado por un anillo anular de metal que disminuye las posibilidades de que la pieza de trabajo se parta.

Una placa metálica circular con orificios espaciados uniformemente alrededor de su periferia, montada en el husillo, se denomina "placa indexadora". Se puede utilizar para girar el husillo a un ángulo preciso y luego bloquearlo en esa posición, lo que facilita las operaciones auxiliares repetidas que se realizan en la pieza de trabajo.

Otros accesorios, como por ejemplo accesorios para torneado cónico, herramientas de moleteado, carros verticales, lunetas fijas y móviles, etc., aumentan la versatilidad de un torno y la gama de trabajos que puede realizar.

Modos de uso

Cuando una pieza de trabajo se fija entre el cabezal y el contrapunto, se dice que está "entre centros". Al estar apoyada en ambos extremos, la pieza es más estable y se le puede aplicar mayor fuerza mediante herramientas, perpendicularmente al eje de rotación, sin temor a que se suelte.

Cuando una pieza de trabajo se fija únicamente al husillo en el extremo del cabezal, se dice que se trata de un trabajo de mecanizado frontal. Al sujetar la pieza de esta manera, se puede aplicar menos fuerza, mediante herramientas, perpendicular al eje de rotación, para evitar que se desprenda. Por lo tanto, la mayor parte del trabajo debe realizarse axialmente, hacia el cabezal, o perpendicularmente, pero con cuidado.

Cuando una pieza se monta con un eje de rotación determinado, se mecaniza y luego se vuelve a montar con un nuevo eje de rotación, se habla de torneado excéntrico o torneado multieje. Como resultado, las distintas secciones transversales de la pieza presentan simetría rotacional, pero la pieza en su conjunto no la presenta. Esta técnica se utiliza para árboles de levas y diversos tipos de patas de sillas.

Tamaños

El tamaño de los tornos se determina generalmente por la capacidad de trabajo que pueden soportar. Normalmente, las piezas grandes se sujetan por ambos extremos mediante un mandril u otro sistema de accionamiento en el cabezal y un punto en el contrapunto. Para maximizar el tamaño, el torneado entre puntos permite que la pieza esté lo más cerca posible del cabezal y se utiliza para determinar la longitud máxima que el torno puede mecanizar: cuando la base del contrapunto está alineada con el extremo de la bancada. La distancia entre puntos indica la longitud máxima de trabajo que el torno puede soportar oficialmente. Es posible mecanizar piezas ligeramente más largas si el contrapunto sobresale del extremo de la bancada, pero esta práctica no es recomendable. Adquirir una bancada de extensión o de mayor tamaño sería una alternativa más acertada.

La otra dimensión de la pieza de trabajo es su grado de descentramiento. Esto se conoce como el "giro" ("La distancia desde el centro del cabezal de un torno hasta la bancada o las guías, o hasta el soporte. El giro determina el tamaño diametral del objeto que se puede tornear en el torno; cualquier pieza mayor interferiría con la bancada. Este límite se denomina giro de la bancada. El giro del soporte es el tamaño que girará sobre el soporte, que se encuentra sobre la bancada") [ 13 ] a partir de la idea de que la pieza "gira" desde el centro sobre el que está montada. Esto tiene más sentido con piezas de formas irregulares, pero como el torno se usa con mayor frecuencia con piezas cilíndricas, es útil conocer el diámetro máximo de la pieza que puede sujetar. Este es simplemente el valor del giro (o altura del centro sobre la bancada) multiplicado por dos. Por alguna razón, en EE. UU. se asume que el giro es el diámetro, pero esto es incorrecto. Para mayor claridad en cuanto al tamaño, es mejor, por lo tanto, describir la dimensión como "altura del centro sobre la bancada". A medida que disminuye la capacidad de algunas partes del torno, se pueden encontrar medidas como el "giro sobre el carro transversal" u otras partes específicas.

Variedades

Un trabajador utilizando un torno combinado para producir anillos de sellado en una fábrica de motores de aviones en 1942.

Los tornos más pequeños son los "tornos de joyero" o "tornos de relojero", que, aunque suelen ser lo suficientemente pequeños como para sostenerlos con una mano, normalmente se fijan a un banco. [ 14 ] Existen tornos pequeños y aún más raros , diseñados para el corte de precisión. [ 15 ] Las piezas mecanizadas en un torno de joyero suelen ser de metal, pero también se pueden mecanizar otros materiales más blandos. Los tornos de joyero se pueden usar con herramientas de grabado manuales o con un carro compuesto que se fija a la bancada del torno y permite sujetar la herramienta y moverla mediante un tornillo o una palanca. Las herramientas de grabado generalmente se apoyan en un soporte en T, no en un carro transversal ni en un carro compuesto. La pieza se sujeta normalmente en una pinza, pero también se emplean comúnmente mandriles de alta precisión de 3 y 6 mordazas. Los diámetros de husillo comunes son 6 mm, 8  mm y 10  mm. El término WW se refiere a la pinza y el torno Webster/Whitcomb, inventados por la American Watch Tool Company de Waltham, Massachusetts. La mayoría de los tornos comúnmente conocidos como tornos de relojería son de este diseño. En 1909, la American Watch Tool Company introdujo la pinza tipo Magnus (una pinza de 10 mm de diámetro) utilizando un torno del mismo diseño básico, el Webster/Whitcomb Magnus. (FWDerbyshire, Inc. conserva las marcas comerciales Webster/Whitcomb y Magnus y sigue produciendo estas pinzas. [ 16 ] ) Son comunes dos patrones de bancada: la bancada WW (Webster Whitcomb), un prisma triangular truncado (que se encuentra solo en tornos de relojería de 8 y 10 mm); y la bancada de barra estilo D continental (utilizada en tornos de 6 mm y 8 mm por empresas como Lorch y Star). Se han utilizado otros diseños de bancada, como un prisma triangular en algunos tornos Boley de 6,5 mm y una bancada con borde en V en los tornos IME de 8 mm.

Los tornos para trabajar metales más pequeños, que son más grandes que los tornos de joyero y pueden colocarse sobre un banco o mesa, pero que ofrecen características como portaherramientas y un tren de engranajes para roscar, se llaman tornos de aficionado, y las versiones más grandes, "tornos de banco" - este término también se aplica comúnmente a un tipo especial de torno de alta precisión utilizado por los fabricantes de herramientas para trabajos únicos. [ 17 ] Los tornos aún más grandes que ofrecen características similares para producir o modificar piezas individuales se llaman "tornos de motor". Los tornos de este tipo no tienen características integrales adicionales para la producción repetitiva, sino que se utilizan para la producción o modificación de piezas individuales como función principal.

Los tornos de este tamaño, diseñados para la fabricación en masa pero que no ofrecen la versatilidad de corte de roscas de un torno de sobremesa o de bancada, se denominan tornos de "segunda operación".

Los tornos con un husillo de gran diámetro y un mandril en ambos extremos del husillo se denominan "tornos para yacimientos petrolíferos".

Los tornos mecánicos totalmente automáticos, que emplean levas y trenes de engranajes para un movimiento controlado, se denominan máquinas de tornillo .

Los tornos que se controlan mediante un ordenador se denominan tornos CNC .

Los tornos con el husillo montado en posición vertical, en lugar de horizontal, se denominan tornos verticales o mandrinadoras verticales. Se utilizan cuando se deben tornear diámetros muy grandes y la pieza de trabajo no es muy larga.

Un torno con un portaherramientas que puede girar alrededor de un eje vertical, de manera que pueda presentar diferentes herramientas hacia el cabezal (y la pieza de trabajo), es un torno revólver . [ 18 ]

Un torno equipado con placas divisorias, fresas de perfil, guías espirales o helicoidales, etc., para permitir el torneado ornamental , es un torno ornamental .

Son posibles diversas combinaciones: por ejemplo, un torno vertical también puede tener capacidades CNC (como un torno vertical CNC ).

Los tornos se pueden combinar con otras máquinas herramienta, como una taladradora o una fresadora vertical . A estos se les suele llamar tornos combinados .

Usos

carpintería

Un torno moderno para trabajar la madera
Torno de madera CNC
Las piezas de ajedrez pueden fabricarse mediante un torno.

Los tornos para trabajar la madera son la variedad más antigua, aparte de los tornos de alfarero. Todas las demás variedades descienden de estos sencillos tornos. Un riel metálico horizontal ajustable, el soporte de herramientas, situado entre el material y el operario, permite posicionar las herramientas de modelado, que generalmente se sostienen con la mano. Tras el modelado, es práctica común presionar y deslizar papel de lija contra la pieza aún giratoria para alisar la superficie creada con las herramientas metálicas. El soporte de herramientas se suele retirar durante el lijado, ya que puede resultar peligroso que las manos del operario queden entre este y la madera giratoria.

Muchos tornos para trabajar la madera también se pueden usar para fabricar cuencos y platos. El cuenco o plato solo necesita sujetarse por la parte inferior mediante un lateral del torno. Generalmente se fija a una placa metálica unida al husillo. En muchos tornos, esta operación se realiza en el lado izquierdo del cabezal, donde no hay guías y, por lo tanto, hay más espacio libre. En esta configuración, la pieza se puede moldear tanto por dentro como por fuera. Se puede usar un soporte curvo específico para sujetar las herramientas mientras se da forma al interior. Encontrará más detalles en la página de torneado de madera .

La mayoría de los tornos para trabajar la madera están diseñados para funcionar a una velocidad de entre 200 y 1400 revoluciones por minuto, considerándose óptima una velocidad ligeramente superior a 1000 rpm para la mayoría de estos trabajos, y requiriendo las piezas de mayor tamaño velocidades más bajas. [ 19 ]

Duplicando

Torno Blanchard accionado por agua utilizado para duplicar culatas de armas de fuego de la década de 1850. Armería de Harpers Ferry .

Un tipo de torno especializado es el torno duplicador o copiador. Algunos tipos se conocen como tornos Blanchard, en honor a Thomas Blanchard . Este tipo de torno era capaz de crear formas idénticas a un patrón estándar y revolucionó el proceso de fabricación de culatas de armas en la década de 1820, cuando se inventó. [ 20 ]

El Museo del Hermitage , Rusia, exhibe el torno copiador para torneado ornamental : fabricación de medallas y patrones guilloché , diseñado por Andrey Nartov , 1721. [ 21 ] [ 22 ]

Patronaje

Torno doble de modelista (Carpintería y ebanistería, 1925)

Se utiliza para fabricar modelos para fundiciones , a menudo de madera, pero también de plástico. Un torno para modelistas se parece a un torno de madera pesado, generalmente con una torreta y un husillo o un sistema de cremallera y piñón para posicionarla manualmente . La torreta se utiliza para cortar líneas rectas con precisión. Suelen tener un sistema para tornear piezas muy grandes en el otro extremo del cabezal, utilizando un soporte de herramientas independiente. Otra forma de tornear piezas grandes es mediante una bancada deslizante, que se puede separar del cabezal y así abrir un espacio delante del mismo para trabajar con piezas de gran tamaño.

Metalurgia

En un torno para trabajar metales , se elimina metal de la pieza de trabajo mediante una herramienta de corte endurecida , que generalmente está fijada a un soporte móvil sólido, ya sea un portaherramientas o una torreta, la cual se mueve contra la pieza de trabajo mediante volantes o motores controlados por computadora. Estas herramientas de corte vienen en una amplia gama de tamaños y formas, según su aplicación. Algunos estilos comunes son diamante, redondo, cuadrado y triangular.

El portaherramientas se acciona mediante husillos que permiten posicionar la herramienta con precisión en diversos planos. Puede accionarse manual o automáticamente para realizar los cortes de desbaste y acabado necesarios para dar forma y dimensiones a la pieza, o para mecanizar roscas , engranajes helicoidales , etc. También se puede bombear fluido de corte a la zona de mecanizado para refrigerar, lubricar y eliminar las virutas de la pieza. Algunos tornos pueden controlarse mediante ordenador para la producción en serie de piezas (véase « Control numérico por ordenador »).

Los tornos para trabajar metales de control manual suelen estar equipados con un tren de engranajes de relación variable para accionar el husillo principal. Esto permite mecanizar roscas de diferentes pasos. En algunos tornos antiguos o en tornos nuevos más económicos, el cambio de tren de engranajes se realiza intercambiando engranajes con distinto número de dientes en los ejes, mientras que los tornos de control manual más modernos o costosos cuentan con una caja de cambio rápido que proporciona relaciones de transmisión comunes mediante el accionamiento de una palanca. Los tornos CNC utilizan ordenadores y servomecanismos para regular la velocidad de movimiento.

En los tornos de control manual, los pasos de rosca que se pueden cortar están determinados, en cierto modo, por el paso del husillo: un torno con husillo métrico cortará fácilmente roscas métricas (incluidas las BA ), mientras que uno con husillo imperial cortará fácilmente roscas basadas en unidades imperiales como BSW o UTS (UNF, UNC). Esta limitación no es insuperable, ya que se utiliza un engranaje de 127 dientes, llamado engranaje transpositor, para convertir entre pasos de rosca métricos y en pulgadas. Sin embargo, este es un equipo opcional que muchos propietarios de tornos no poseen. También es una rueda de cambio más grande que las demás, y en algunos tornos puede ser más grande de lo que permite el soporte de montaje de la rueda de cambio.

La pieza de trabajo puede apoyarse entre dos puntos llamados centros , o bien atornillarse a un plato de sujeción o sujetarse en un mandril . Un mandril tiene mordazas móviles que permiten sujetar la pieza de trabajo con seguridad.

El uso de un torno para trabajar metales tiene algunos efectos sobre las propiedades de los materiales. Si bien los efectos químicos o físicos son escasos, existen numerosos efectos mecánicos, entre los que se incluyen tensiones residuales, microfisuras, endurecimiento por deformación y revenido en materiales endurecidos.

tornos de tacos

Los tornos para tacos funcionan de manera similar a los tornos de torneado y hilado, permitiendo un corte radialmente simétrico perfecto para los tacos de billar . También se pueden usar para restaurar tacos desgastados por el paso de los años.

Trabajo del vidrio

Los tornos para trabajar el vidrio tienen un diseño similar al de otros tornos, pero difieren notablemente en la forma en que se modifica la pieza. Estos tornos hacen girar lentamente un recipiente hueco de vidrio sobre una llama de temperatura fija o variable. La fuente de la llama puede ser manual o estar montada en un carro transversal que se desplaza a lo largo de la bancada del torno. La llama sirve para ablandar el vidrio, de modo que en un área específica de la pieza se vuelve dúctil y susceptible de ser moldeado mediante inflado (" soplado de vidrio ") o mediante deformación con una herramienta resistente al calor. Estos tornos suelen tener dos cabezales con mandriles que sujetan la pieza, dispuestos de manera que ambos giren al unísono. Se puede introducir aire a través del husillo del mandril del cabezal para el soplado de vidrio. Las herramientas para deformar el vidrio y los tubos para soplarlo (inflarlo) suelen ser manuales.

En el torneado con diamante , se utiliza un torno controlado por ordenador con una herramienta de punta de diamante para fabricar superficies ópticas de precisión en vidrio u otros materiales ópticos. A diferencia del rectificado óptico convencional, se pueden mecanizar fácilmente superficies asféricas complejas . En lugar de las guías de cola de milano que se utilizan en el carro portaherramientas de un torno para metal, las guías suelen flotar sobre cojinetes de aire, y la posición de la herramienta se mide mediante interferometría óptica para lograr el estándar de precisión necesario para el trabajo óptico. La pieza terminada generalmente requiere un pequeño pulido posterior con técnicas convencionales para obtener una superficie suficientemente lisa para su uso en una lente, pero el tiempo de desbaste se reduce significativamente para lentes complejas.

Torneado de metales

En el conformado por hilado de metales , se sujeta un disco de chapa metálica perpendicularmente al eje principal del torno, y se utilizan herramientas con puntas pulidas ( cucharas ) o puntas de rodillo, que se sostienen a mano pero se apalancan contra postes fijos para generar una presión que deforma la chapa metálica giratoria.

Los tornos para repujado de metal son casi tan sencillos como los tornos para torneado de madera. Normalmente, el repujado de metal requiere un mandril, generalmente de madera, que sirve de plantilla sobre la cual se da forma a la pieza (se pueden crear formas asimétricas, pero es una técnica muy avanzada). Por ejemplo, para hacer un cuenco de chapa metálica , se necesita un bloque sólido de madera con la forma del cuenco; de manera similar, para hacer un jarrón , se necesita una plantilla sólida del jarrón.

Con la llegada del conformado industrial de matrices a alta velocidad y alta presión, el repujado de metales es menos común ahora que antes, pero sigue siendo una técnica valiosa para producir prototipos únicos o lotes pequeños, donde el conformado de matrices no sería rentable.

Torneado ornamental

El torno ornamental se desarrolló casi al mismo tiempo que el torno industrial para roscar en el siglo XIX. No se utilizaba para fabricar objetos prácticos, sino para trabajos decorativos : el torneado ornamental . Mediante accesorios como los bastidores de corte horizontales y verticales, el mandril excéntrico y el mandril elíptico, se pueden producir sólidos de extraordinaria complejidad mediante diversos procesos generativos.

Un torno especial, el torno Rose , también se utiliza para el torneado ornamental, en particular para el torneado de precisión, generalmente en metales preciosos, por ejemplo, para decorar cajas de relojes de bolsillo. Además de una amplia gama de accesorios, estos tornos suelen tener complejos sistemas de división que permiten la rotación exacta del mandril. El corte se realiza normalmente mediante fresas giratorias, en lugar de directamente mediante la rotación de la pieza. Debido a la dificultad de pulir estas piezas, los materiales torneados, como la madera o el marfil, suelen ser bastante blandos, y la fresa debe ser excepcionalmente afilada. Los mejores tornos ornamentales se consideran generalmente los fabricados por Holtzapffel a principios del siglo XIX.

Reducción

Muchos tipos de tornos pueden equiparse con componentes accesorios que les permiten reproducir un objeto: el objeto original se monta en un husillo, la pieza en bruto se monta en otro, y mientras ambos giran de forma sincronizada, un extremo de un brazo "lee" el original y el otro extremo del brazo "talla" la réplica.

Un torno reductor es un torno especializado diseñado con esta característica e incorpora un mecanismo similar a un pantógrafo , de modo que cuando el extremo de "lectura" del brazo lee un detalle que mide una pulgada (por ejemplo), el extremo de corte del brazo crea un detalle análogo que mide (por ejemplo) un cuarto de pulgada (una reducción de 4:1, aunque con la maquinaria y los ajustes adecuados, es posible cualquier relación de reducción).

Los tornos reductores se utilizan en la fabricación de monedas, donde un original de yeso (o un patrón de epoxi hecho a partir del original de yeso, o un patrón con revestimiento de cobre hecho a partir del original de yeso, etc.) se duplica y se reduce en el torno reductor, generando así un troquel maestro .

Tornos rotativos

Un torno en el que los troncos de madera giran contra una cuchilla muy afilada y se desprenden en un rollo continuo o semicontinuo. Inventado por Immanuel Nobel (padre del más famoso Alfred Nobel ). Los primeros tornos de este tipo en Estados Unidos se instalaron a mediados del siglo XIX. El producto se llama chapa de madera y se utiliza para fabricar contrachapado y como revestimiento superficial en algunos tipos de aglomerado .

Relojería

Los tornos de relojero son tornos para trabajar metales delicados pero precisos, que generalmente no cuentan con la función de roscado , y que aún utilizan los relojeros para trabajos como el torneado de ejes de volante. A menudo se utiliza una herramienta manual llamada buril , sostenida por un soporte, en lugar de una herramienta montada sobre una corredera. El torno de relojero original era un torno simple de punto fijo con un soporte móvil y dos cabezales sueltos. La pieza de trabajo se hacía girar mediante un arco, generalmente de crin de caballo , que se enrollaba a su alrededor.

Transcripción o grabación

Los tornos de transcripción o grabación se utilizan para crear surcos en una superficie para grabar sonidos. Se empleaban para grabar cilindros de cera y, posteriormente, discos planos, originalmente también de cera, pero más tarde como lacas sobre un sustrato. Inicialmente, los tornos de corte se accionaban mediante vibraciones sonoras transmitidas a través de una bocina, en un proceso conocido como grabación acústica , y posteriormente mediante corriente eléctrica cuando se empezaron a utilizar micrófonos en la grabación de sonido. Muchos de estos tornos eran modelos profesionales, pero otros se desarrollaron para la grabación doméstica y eran comunes antes de la llegada de la grabación en cinta doméstica.

Actuación

Los tornos se diseñan y evalúan según diferentes normas nacionales e internacionales en distintos lugares, lo que puede implicar que estén sujetos a definiciones, requisitos ambientales y métodos de ensayo variables. Un proveedor y un usuario pueden elegir qué normas se aplicarán a una transacción en particular, lo cual puede ser significativo en el diseño del torno. En Estados Unidos, la ASME ha desarrollado la norma B5.57 titulada "Métodos para la evaluación del rendimiento de tornos y centros de torneado de control numérico computarizado", que establece los requisitos y métodos para especificar y probar el rendimiento de tornos y centros de torneado CNC. [ 23 ]

Véase también

Referencias

  1. Tornos en el Capítulo 7 de la Circular de Entrenamiento del Ejército de los EE. UU. publicada en 1996 (Departamento de Ingeniería Química, sitio web de la Universidad Carnegie Mellon )
  2. TC 9-524, Capítulo 7. "TORNOS" (PDF) . Universidad Carnegie Mellon .{{cite web}}: CS1 maint: nombres numéricos: lista de autores ( enlace )
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Lecturas adicionales

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  • Marlow, Frank (2008). Fundamentos del taller mecánico: Preguntas y respuestas . Metal Arts Press. ISBN 978-0-9759963-3-1.
  • Oscar E. Perrigo . Práctica moderna del torno en Estados Unidos. Una obra nueva, completa y práctica sobre el "rey de las herramientas de taller mecánico". , 1907.
  • Raffan, Richard (2001). Torneando madera con Richard Raffan . Taunton. ISBN 1-56158-417-7.
  • Joshua Rose . El maquinista práctico completo: abarcando el trabajo con torno, el trabajo con tornillo de banco, taladros, etc. , Filadelfia: HC Baird & Co., 1876; 2.ª ed. 1885 .
  • Sparey, Lawrence (1947). El torno del aficionado . Libros de modelos de interés especial. ISBN 0-85242-288-1.{{cite book}}: Incompatibilidad de ISBN/Fecha ( ayuda )
  • Woodbury, Robert S. (1961). Historia del torno hasta 1850. Cleveland, Ohio: Society for the History of Technology. ISBN 978-0-262-73004-4.{{cite book}}: Incompatibilidad de ISBN/Fecha ( ayuda )
  • Bray, Stan (2004). El torno compacto (2.ª ed. revisada  ). Poole: Special Interest Model Books. ISBN 1854862278OCLC 63184337 
  • Operaciones de torno
  • Archivo de máquinas herramienta
  • Trabajos de madera primitivos
  • torno de pértiga de resorte
  • Modern Machine Shop Practice es un texto histórico de la época victoriana que describe el diseño, la construcción y el uso del torno en la década de 1880.
  • "La herramienta eléctrica olvidada". Popular Science , diciembre de 1959, págs.  149-152.
  • Tornos para corte y grabación de discos
  • Historia del torno