¿Qué es un torno (proceso de torneado)? ¿Qué puede hacer? Conocimientos básicos sobre mecanismos y características

¿Qué es un torno?

El torno es la máquina-herramienta más utilizada en las fábricas. Aquí abordaremos los conocimientos básicos sobre los tornos, incluyendo su mecanismo e historia, que son indispensables en la industria manufacturera.

Fundamentos del torno (proceso de torneado): Características

En un torno, la pieza de trabajo se fija al husillo y se gira. A continuación, se acerca una herramienta de corte a la pieza de trabajo para realizar el proceso de corte. El principio básico del mecanizado es que la forma y el tamaño del corte de la pieza de trabajo dependerán de la herramienta de corte utilizada. El mecanizado de torno incluye varios métodos como torneado recto, corte de rosca y taladrado, y también se denomina "mecanizado de piezas redondas" porque puede utilizarse para fabricar productos redondeados.

Historia del torno

Las máquinas-herramienta pueden rastrear su origen hasta los tornos de arco del antiguo Egipto. Un taladro de arco, precursor del torno, está representado en murales egipcios de alrededor del 1480 a.C. En ese momento, se utilizaba como máquina-herramienta para la carpintería de estructuras de madera.

En Japón, fue durante la era Meiji (1868-1912) cuando comenzó a desarrollarse la tecnología del torno. Alrededor de 1875 (el octavo año de la era Meiji), un hombre llamado Kaheiji Ito fabricó un torno accionado por pedales en su ciudad natal de Yamagata. Por cierto, se dice que Ito aprendió fabricación de máquinas en Tanaka Engineering Works, el primer fabricante de máquinas de Japón y predecesor de Toshiba.

Más tarde, a medida que avanzaban las modernizaciones e industrializaciones, la tecnología en máquinas-herramienta se desarrolló significativamente. Desde la década de 1970, han surgido máquinas-herramienta avanzadas como los tornos NC y Japón se ha convertido en un líder mundial en máquinas-herramienta. En los últimos años, las máquinas-herramienta se han vuelto cada vez más multifuncionales y pequeñas ya que el mercado exige producción de alta variedad y bajo volumen y la demanda de centros de mecanizado compactos, máquinas multitarea y similares, está aumentando.

¿Difícil de manejar?

A pesar de ser la máquina-herramienta más básica en la industria manufacturera, a veces se dice que el torno es difícil de manejar. Algunas de las razones que se dan son la dificultad con los dibujos, la multitud de opciones de herramienta y que las herramientas se rompen si las condiciones de corte son incorrectas.

Los tornos requieren una posición precisa de la pieza de trabajo y la herramienta y un funcionamiento cuidadoso. Pueden montarse con una amplia variedad de herramientas, y las adecuadas deben seleccionarse según las características de la pieza de trabajo. La operación del torno requiere un cierto nivel de práctica y destreza. Una discrepancia entre las condiciones de corte y los ajustes de la herramienta puede romper la herramienta o provocar una avería de la máquina. En otras palabras, también puede considerarse un trabajo minucioso.

Diferencias con otras máquinas-herramienta

Además de los tornos, otras máquinas-herramienta incluyen la fresadora y el centro de mecanizado. Esta sección describirá las características de cada uno y sus diferencias respecto al torno.

El torno frente a la fresadora

La fresadora es otra herramienta icónica a la altura del torno. En un torno, la pieza de trabajo se monta en el husillo y se rota, mientras que en una máquina fresadora, la herramienta de corte se gira para el mecanizado. Si te facilita la experiencia, imagina un torno como una rueda de alfarero y una fresadora como el tallar una escultura.

Debido a estas diferencias, el torno es adecuado para el mecanizado de formas cilíndricas y cónicas, mientras que la fresadora es más adecuada para el corte lineal y el mecanizado multi-superficie.

El torno frente al centro de mecanizado

El centro de mecanizado generalmente se refiere a una máquina fresadora equipada con una unidad NC y un cambiador automático de herramientas (ATC).

El centro de mecanizado permite realizar múltiples operaciones de mecanizado, como el corte y el rectificado, utilizando una sola máquina. Al programar los detalles del mecanizado, la máquina cambiará automáticamente de herramienta entre procesos, permitiendo que todo el proceso se automatize, desde la configuración de la pieza de trabajo hasta la finalización del mecanizado.

Tipos de tornos

Los tornos se clasifican en varios tipos según su estructura: manual y automático, vertical y horizontal, y así sucesivamente. A continuación, explicaremos los tipos de tornos.

Torno universal

Un torno que se acciona manualmente se llama torno universal, o a veces torno normal o torno estándar. Incluso hoy en día, con el Control Numérico (NC) como norma, los tornos universales se utilizan ampliamente en la fabricación debido a su alta flexibilidad. A diferencia del NC, estos tornos no requieren diseñar un programa, por lo que se utilizan para fabricar piezas y prototipos hechos a medida.

Torno NC (torno de Control Numérico)

Un torno NC es un torno que puede realizar mecanizado controlado por computadora. NC significa "Numerical Control" en inglés y, con un torno NC, el funcionamiento puede automatizarse según las instrucciones programadas. Gracias a su capacidad para mantener una calidad uniforme independientemente de la habilidad del operador, los tornos NC son adecuados para la producción en masa y la fabricación de piezas con formas complejas.

Torno de banco

Tal y como su nombre indica, un torno de banco es un torno pequeño que puede usarse sobre una mesa o banco. Dada su capacidad para trabajar en un espacio limitado, los tornos de banco se utilizan no solo en la industria manufacturera, sino también en el sector del Hazlo Tú Mismo (DIY, por sus siglas en inglés) y otros ámbitos. Muchos son de funcionamiento manual, pero también existen tornos de banco de alto rendimiento con NC.

Torno vertical

Un torno vertical es un torno en el que el husillo se sitúa perpendicular al suelo. Con el cabezal alineado con la gravedad, los tornos verticales se caracterizan por un mecanizado estable, incluso para piezas pesadas y asimétricas. Por otro lado, su desventaja es que las virutas se acumulan más que en los tornos horizontales. A los tornos verticales a veces se les llama centros de torneado; sin embargo, las JIS (Normas Industriales Japonesas) definen un centro de torneado como una máquina-herramienta equipada con una unidad NC, cambiador automático de herramientas y otras características.

Torno frontal

El torno frontal es un torno dedicado al fresado de superficies. Tiene una placa frontal de gran diámetro para mecanizar piezas grandes. El husillo es horizontal y corta desde la parte frontal de la pieza de trabajo. Existen tornos frontales que pueden manejar piezas de gran tamaño que van desde decenas de centímetros hasta más de 1 metro, ampliamente utilizadas en sectores como el aeroespacial y la industria pesada.

Torno de torreta

Una torreta es un dispositivo que puede montarse con varias herramientas. Con un torno de torreta la herramienta puede cambiarse simplemente girando la torreta para un funcionamiento fluido de una serie de procesos de corte. Sin embargo, con la llegada de los tornos NC y las máquinas multitarea, hoy en día se usan raramente.

Torno multitarea

El torno multitarea es un torno de alto rendimiento, capaz no solo de torneado, sino también de fresado y otras operaciones de mecanizado. El centro de mecanizado de 5 ejes, que tiene la funcionalidad de torno y centro de mecanizado con cinco ejes de recorrido, es también un tipo de máquina multitarea. Gracias a su alta precisión en el mecanizado y productividad, los tornos multitarea se utilizan en plantas de fabricación en diversos campos, independientemente de la industria.

Nombres de mecanismos y piezas de un torno

Echemos un vistazo a las partes básicas del torno.

Cabezal fijo

El plato es una placa frontal sobre la que se monta la pieza de trabajo y el cabezal fijo se refiere al eje o motor que hace girar esa placa frontal. Este es el corazón del torno y afecta enormemente el rendimiento del mismo.

Bancada

La bancada es la base del torno y sirve para soportar los demás componentes clave. Si toda la máquina se desplaza debido a la vibración de la rotación, disminuirá la precisión del mecanizado. Para realizar un mecanizado estable, la bancada debe ser de alta resistencia y rigidez.

Contrapunto

El contrapunto es un soporte opuesto al cabezal. Éste sostiene la pieza de trabajo con una herramienta llamada centro.

Carro

El carro se compone de la torreta portaherramientas, el delantal y otras partes, y se mueve de lado a lado sobre la bancada. Aunque el movimiento del carro se controla manualmente en algunos casos, en un torno NC es la operación automática controlada por ordenador más común.

Mecanismo de avance

El mecanismo de avance mueve la torreta montada con herramientas de corte en sentido vertical y horizontal, y su velocidad de avance puede ajustarse para realizar el corte correctamente.

Sujeción

Un chuck o mandril es un dispositivo similar a una garra que se utiliza para fijar la pieza de trabajo al husillo. Con éste la pieza de trabajo queda firmemente montada al husillo y puede mecanizarse en un estado estable. Hay mandriles de 3 mordazas, 4 mordazas y sujeciones electromagnéticas.

¿Qué puede hacer? ¿Cuál es su propósito? Métodos de mecanizado de torno

Dependiendo de cómo se utilice el torno, puede realizar diversas operaciones de mecanizado, como mecanizado de diámetros exteriores, de roscas y de ranuras. A continuación, presentaremos los distintos métodos de mecanizado de tornos.

Mecanizado del diámetro exterior (torneado recto)

El mecanizado de diámetro exterior es un método que recorta el exterior de una pieza de trabajo cilíndrica. La pieza de trabajo unida al husillo se gira a alta velocidad para raspar la superficie exterior con una herramienta de corte. Este método de mecanizado se utiliza para fabricar piezas cilíndricas como ejes y rodillos.

Mecanizado del diámetro interior

El mecanizado del diámetro interior es el método para cortar el interior de una pieza de trabajo cilíndrica. Al insertar la herramienta de corte dentro de la pieza de trabajo, se crea un agujero o cavidad cilíndrica. El mecanizado del diámetro interior se utiliza para aplicaciones como el acabado interior de carcasas de rodamientos y tuberías y la longitud de la herramienta debe ajustarse según la profundidad del agujero.

Mecanizado cónico

El mecanizado cónico es un método para mecanizar una pendiente (cono) sobre una pieza de trabajo cónica. En la vista de sección transversal de una pieza de trabajo, el ángulo de dispersión desde el eje central se denomina ángulo de apertura, donde la pieza de trabajo se corta al ángulo predefinido ajustando el ángulo de la torreta y la velocidad de avance.

Careado

En un cilindro, la superficie inferior y superior son las caras frontales (por lo que también se conoce como "refrentado"). Al mecanizarlas, la pieza de trabajo se corta presionando la herramienta contra las caras frontales. Este método es adecuado para dar acabado a los extremos planos de las piezas cilíndricas. En un sentido más amplio, el chaflanado a esquinas redondeadas también puede considerarse una forma de careado.

Mandrinado

El mandrinado es el método de mecanizado que consiste en perforar agujeros en la zona central de la pieza de trabajo. Este proceso se utiliza para hacer orificios grandes y para cortar orificios lateralmente. También existe la máquina de mandrinado, que es una herramienta dedicada exclusivamente al mandrinado.

Barrenado

El barrenado es un método de mecanizado para perforar una pieza de trabajo, realizado principalmente mediante una broca montada en el contrapunto. Este método se utiliza para crear barrenos guía en piezas para después mandrinarlas.

Roscado

El mecanizado de rosca con torno se utiliza para realizar cortes helicoidales en la pieza de trabajo. El método de mecanizado para crear la rosca en la superficie lateral de la pieza de trabajo se denomina roscado en diámetro exterior y para cortar en la superficie interior se denomina roscado en diámetro interior. El mecanizado de rosca se utiliza en la fabricación de ejes roscados y tuercas y se realiza con una herramienta de corte llamada herramienta de roscado.

Ranurado

El ranurado es un método para tallar ranuras en la superficie exterior de una pieza de trabajo cilíndrica. Este método se utiliza para crear varios tipos de ranuras según el propósito, como ranuras de lubricación y ranuras decorativas.

Mecanizado de radios

El mecanizado de radios consiste en mecanizar las esquinas de la pieza de trabajo para que tengan una forma redondeada o curva. Este método se utiliza en la fabricación de piezas curvas como rodillos, rodamientos y levas.

Tronzado

El tronzado es un método para cortar y separar una parte de la pieza de trabajo utilizando un torno. Se utiliza una herramienta de tronzado para cortar la pieza de trabajo en formas de anillo. Este método es adecuado para cortar barras y tubos a longitudes específicas.

Terminología del torno que deberías conocer

Aquí tienes algunos términos relacionados con los tornos que podrías necesitar.

Calibración de punto cero

La calibración de punto cero (alineación de punto cero) es el proceso de establecer con precisión la posición de la pieza de trabajo a mecanizar. La punta de la herramienta de corte se pone en contacto ligero con la pieza de trabajo, y la profundidad de corte se ajusta según ese punto de referencia.

Marcas de la herramienta

Las marcas de la herramienta son las irregularidades visibles que quedan en la superficie mecanizada por el proceso de torneado. También se les llama marcas de mecanizado u otros nombres. Si el corte es rugoso, la superficie de corte presentará irregularidades. Cuando se requiere un acabado de alta calidad, se deben ajustar adecuadamente puntos como la velocidad del husillo y la velocidad de corte.

Socavado

El socavado es un fenómeno en el que el metal se arranca de la pieza de trabajo con una herramienta de corte. Las posibles causas del socavado incluyen un rendimiento de corte reducido debido al desgaste o astillamiento de la herramienta, o una evacuación inadecuada de las virutas.

Área central sin mecanizar

En el mecanizado de torno, esto se refiere al área sin mecanizar que queda en el centro de la pieza de trabajo en el careado y en el mecanizado del diámetro interior. Esto se debe a que la herramienta no llega completamente al centro de la pieza de trabajo.

Ranuras y cortes de alivio

En el torneado, una ranura de alivio o corte de relieve se refiere a cortar intencionalmente las esquinas y bordes de las piezas que se están mecanizando. Hacer ranuras en las esquinas puede reducir las horas de trabajo y aumentar la eficiencia laboral.

El futuro de los tornos

Con las innovaciones tecnológicas, el torno sigue mejorando en funcionalidad y precisión en el mecanizado. Actualizar el equipo conduce a una mejora de la productividad. Cerraremos con algunas palabras sobre cómo elegir un torno y productos recomendados.

¿Torno universal o NC?

La mayoría de los tornos universales se operan manualmente y la calidad del producto dependerá de la habilidad del operador. Por otro lado, los tornos universales son más flexibles y adecuados para el mecanizado de lotes pequeños y formas especiales. Mientras tanto, los tornos NC pueden programarse para un control de precisión, lo que permite un trabajo altamente consistente y repetible adecuado para la producción en masa. Cada uno tiene sus ventajas y desventajas, por lo que es importante elegir el tipo de torno que se ajuste a los proyectos y necesidades de producción de tu empresa.

¿Cuánto se puede automatizar?

En varios países alrededor del mundo, la escasez de mano de obra empeora debido a la disminución de la natalidad y a un envejecimiento de la fuerza laboral. Con tantas empresas manufactureras luchando contra la escasez de mano de obra, la industria busca soluciones para reducir la dependencia de la mano de obra y automatizar procesos. Como una solución, un número creciente de empresas está introduciendo tornos NC y centros de torneado.

Por ejemplo, una vez introducida, una máquina multitarea puede automatizar todo, desde mecanizar materiales hasta cambiar de herramienta y despachar el producto terminado con una sola máquina. Introducir máquinas-herramienta con alto rendimiento en el mecanizado y ahorro energético puede ayudar a establecer un sistema de producción altamente rentable al reducir los costes laborales y eléctricos, al tiempo que aumenta la productividad.

Reducción de recursos humanos y aumento de la productividad y rapidez

La Serie Brother M de máquinas multitarea puede lograr reducción de personal junto con mejoras en la productividad. La máquina multitarea puede realizar operaciones de torneado y mecanizado, como el fresado, en una sola máquina-herramienta, minimizando las tareas del cambio de herramienta y de pieza de trabajo. Equipados con función de 5 ejes simultáneos, también realizan mecanizado complejo multi-superficie. No dudes en contactarnos si tu empresa busca automatizar operaciones de mecanizado o reducir personal con máquinas multitarea.