Torneado escalonado versus torneado cónico:explicación de las diferencias clave

El torneado es una operación de mecanizado fundamental que ha apoyado a la industria manufacturera durante siglos. Continúa evolucionando y es una técnica de fabricación fundamental hasta el día de hoy. Este artículo analizará dos tipos de operaciones de torneado:torneado escalonado y torneado cónico. Exploraremos el proceso escalonado y el proceso de torneado cónico y explicaremos sus diferencias.

Una breve introducción al giro

El torneado es esencialmente una operación de corte en la que una herramienta de corte afilada da forma a una pieza de trabajo giratoria quitando material de su superficie. La herramienta se mueve a lo largo de la superficie de la pieza de trabajo siguiendo un patrón específico para lograr la forma deseada.

Principalmente, el torneado crea formas cilíndricas o cónicas debido al movimiento giratorio de la pieza de trabajo. Sin embargo, las modernas tecnologías de torneado CNC también pueden crear características geométricas más complejas.

Una máquina de torno normalmente realiza operaciones de torneado. Puede ser un torno de motor estándar, un torno de torreta o un torno CNC. Hoy en día, los centros de mecanizado CNC avanzados, como los tornos-fresadores, también pueden lograr geometrías precisas para el torneado.

El torneado escalonado y el torneado cónico son dos tipos comunes de operaciones de torneado. Analicemos ahora en profundidad estos temas.

El proceso de torneado escalonado es el proceso más fundamental y simple en la comparación del torneado escalonado versus el torneado cónico. En el torneado por pasos, se utiliza una máquina de torno para crear múltiples pasos (secciones con diferentes diámetros) a lo largo de la pieza de trabajo cilíndrica giratoria.

Cada paso es una sección con un diámetro constante. Esto indica que la dirección de avance de la herramienta de corte del torno es siempre paralela al eje de la pieza de trabajo.

Dado que la apariencia de las secciones con diferentes diámetros se asemeja a la de los "escalones" de una escalera, el nombre "giro de escalones" se ha vuelto común. La siguiente figura muestra un eje típico de varios pasos con la terminología relevante.

La pieza de trabajo final puede tener cualquier número de pasos, según el diseño. Estos pasos pueden tener numerosas aplicaciones, como proporcionar asientos para componentes acoplados como manguitos, hombros para ubicar rodamientos o con fines estéticos.

¿Cómo funciona el proceso de paso a paso?

El proceso de giro de pasos es bastante sencillo pero requiere paciencia. Generalmente, el torneado escalonado comienza con un material redondo uniforme montado en la máquina.

Luego, se realiza un corte preliminar inicial para lograr un diámetro uniforme a lo largo de la longitud del material y eliminar cualquier rasgo desigual en la superficie.

Luego, los maquinistas realizan torneado escalonado de manera gradual, disminuyendo el diámetro de cada sección en múltiples pasos hasta lograr el diámetro correcto. Para cada paso posterior, la herramienta de corte debe garantizar la alineación y las dimensiones correctas.

Al final, es una buena práctica añadir un corte de acabado. Esto ayuda a lograr un acabado superficial fino y un control preciso de las dimensiones.

¿Qué es el torneado cónico?

Pasemos ahora a la segunda parte de nuestra discusión sobre torneado escalonado versus torneado cónico. El proceso de torneado cónico crea una superficie con un cono, lo que significa que el diámetro de la pieza de trabajo cambia gradualmente a lo largo de su longitud. La pieza de trabajo final tiene una forma cónica, que contrasta con el torneado escalonado, que tiene escalones pronunciados y superficies rectas.

El torneado cónico puede tener varios tipos. Un resumen de cada uno es el siguiente:

• Cono externo :Los conos externos están en la superficie exterior de la pieza de trabajo, como se muestra en la figura anterior.
• Cono interno :Los conos internos se crean en la superficie interior de piezas de trabajo huecas, normalmente con una herramienta perforadora.
• Cono recto :La superficie cónica es recta y no tiene curvatura. En otras palabras, los conos rectos tienen un ángulo de cono constante a lo largo del corte.
• Conicidad variable :Los conos variables no son rectos. Presentan curvas y estrías mediante el uso de un ángulo cónico variable.

¿Cómo funciona el proceso de torneado cónico?

El proceso de torneado cónico es un poco más complejo cuando se trata de comparar el torneado escalonado con el torneado cónico. Los maquinistas deben considerar más factores al planificar un corte cónico y tener más cuidado.

Generalmente, los puntos relacionados con el montaje de la pieza de trabajo, los cortes preliminares y los márgenes de acabado son los mismos que los del torneado escalonado. Sin embargo, también hay otros factores a considerar.

En primer lugar, se calcula el ángulo del cono. Para esto, veamos la figura de arriba. Muestra la forma final de la pieza de trabajo con un cono. Los términos son los siguientes:

• α =ángulo cónico
• L =Longitud de la parte cónica de la pieza de trabajo
• D =Diámetro máximo en el extremo más grande del cono
• d =Diámetro mínimo en el extremo más pequeño del cono

La siguiente fórmula calcula el ángulo cónico:

Este es el ángulo que debe moverse la herramienta de corte con respecto al eje de la pieza de trabajo giratoria.

Después de calcular el ángulo del cono, los maquinistas eligen un método de torneado del cono adecuado. Existen varias técnicas para realizar torneado cónico. Los métodos de proceso de torneado cónico más comunes son los siguientes:

• Accesorio de torneado cónico :Los maquinistas utilizan un accesorio especial en la máquina del torno que permite que la dirección de avance sea en un ángulo equivalente al ángulo cónico.
• Contrapunto desplazado :El contrapunto del torno se desplaza ligeramente hacia un lado, inclinando la pieza de trabajo en ángulo. Al ajustar con precisión el desplazamiento del contrapunto, se puede lograr el ángulo cónico correcto.
• Deslizamiento compuesto :El ángulo del resto compuesto de las máquinas de torno también es ajustable. Generalmente, también hay un indicador de ángulo grabado en la base del apoyo compuesto. En muchos casos, esta es la forma más cómoda y rápida de realizar un torneado cónico durante el mecanizado manual.
• Herramienta de formulario :Este método utiliza diseños de herramientas personalizados (herramientas de forma) con un filo inclinado. El ángulo de inclinación es igual al ángulo de conicidad. En esta técnica, la dirección de avance es perpendicular al eje de la pieza de trabajo.

Diferencias clave entre el torneado escalonado y el torneado cónico

El proceso de torneado escalonado y el proceso de torneado cónico son operaciones de torno con una configuración de máquina y herramienta similar. Sin embargo, como acabamos de ver, existen varios puntos diferenciadores entre ambos. Un ingeniero y técnico experto debe conocer bien estas diferencias para comprender completamente cuándo y cómo utilizar cualquier tipo de proceso de torneado.

Geometría de la pieza

La diferencia más significativa entre el torneado escalonado y el torneado cónico está en términos de geometría. Las piezas de trabajo de torneado escalonado tienen perfiles planos y escalonados, mientras que el torneado cónico crea perfiles cónicos.

En un proceso de torneado cónico variable, la pendiente del perfil presenta curvas, lo que lo convierte en un proceso más versátil que el torneado escalonado.

Movimiento de herramientas

La dirección de avance de la herramienta de corte difiere en ambos procesos de torneado. En un proceso de torneado por pasos, la herramienta se mueve paralela al eje de la pieza de trabajo. La distancia de la punta de la herramienta de corte al eje de la pieza de trabajo es equivalente al diámetro del paso del eje.

En el torneado cónico, debido al requisito de cortar a lo largo del ángulo cónico, la herramienta de corte se mueve en ángulo con respecto al eje de la pieza de trabajo. En este caso, dado que la herramienta se mueve en ángulo, la distancia entre el borde de la herramienta de corte y el eje de la pieza de trabajo varía constantemente. Sin embargo, permanece entre el diámetro máximo y mínimo de la sección cónica.

Configuración de herramientas

La configuración de las herramientas y el método de ejecución también son bastante diferentes cuando se trata de comparar el torneado escalonado con el torneado cónico. La configuración de la herramienta de corte es muy sencilla en el torneado por pasos, con la herramienta simplemente montada firmemente en cualquier orientación adecuada en el dispositivo de montaje de la herramienta.

Para el torneado cónico se necesita mucho más cuidado y toma de decisiones. Para empezar, existen varios métodos para mecanizar un cono. En las secciones anteriores, analizamos algunos de los métodos comunes de torneado cónico.

Además, dado que el ángulo del cono es otro parámetro en el proceso de mecanizado, introduce una fuente adicional de inexactitud. Cada método tiene su propio rango de tolerancia para el ángulo cónico. Generalmente, los métodos que requieren ajustes manuales, como el método de compensación del contrapunto o el método de deslizamiento compuesto, son más inexactos que otros, como el uso de herramientas de forma o máquinas CNC.

Postprocesamiento

El posprocesamiento para componentes de torneado escalonado y cónico también es diferente. El proceso de torneado cónico generalmente produce una sola superficie con una sola acción de corte. Esto produce un acabado superficial más fino que es fácil de pulir.

En un proceso de torneado por pasos existen varias superficies. Cada paso suma dos superficies ortogonales, una paralela al eje de rotación y otra perpendicular al mismo. Este tipo de geometría suele ser propenso a inconsistencias en términos de acabado superficial. Especialmente, en los puntos de transición, es decir, el borde donde comienza o termina un escalón, a veces es difícil producir una esquina perfecta debido al radio de la punta de la herramienta de corte.

Aplicaciones comunes del torneado escalonado y cónico

Independientemente de los diversos puntos de comparación entre el torneado escalonado y el torneado cónico, ambos son procesos de mecanizado importantes en la fabricación.

IndustriaTorneado por pasosTorneado cónicoAutomociónEjes rectos:ejes, pasadores, ejes de caja de cambiosComponentes del motor:vástagos de válvulas, espárragosMáquinas CNCEje de husillo, vástagos de herramientasAsientos cónicos de precisión para portaherramientas, pinzas, barras de tracciónMédicoConstrucción de dispositivos médicos:herramientas quirúrgicas, bastones de soporteTaladros dentales, agujas, pasadores ortopédicosPetróleo y gasEjes de bombas, tubos con múltiples seccionesBoquillas, taladro cónico bitsElectrónicaEjes de motor, casquillos de montaje, actuadoresPasadores de conexión, puntas de soldadura

WayKen se especializa en mecanizado CNC de alta precisión y ofrece soluciones avanzadas de torneado y fresado para diversas industrias. Nuestra experiencia cubre geometrías complejas, tolerancias estrictas y acabados superficiales superiores, ya sea para creación de prototipos o producción. Con diferentes tipos de máquinas CNC, manejamos eficientemente los servicios de torneado CNC, incluido el torneado escalonado, el torneado cónico y otras operaciones de mecanizado diferentes. Contáctenos para explorar nuestras capacidades de mecanizado para las necesidades de su proyecto.

El torneado escalonado y el torneado cónico son procesos de torneado central con una amplia gama de aplicaciones industriales. Los ingenieros tienen varios métodos a su disposición para realizar ambas operaciones, con varias diferencias en geometría, técnica y configuración de la máquina herramienta.

¿Se puede realizar el torneado cónico en un torno manual?

Sí, el torneado cónico se puede realizar en un torno manual. Los maquinistas utilizan varias técnicas para hacerlo. Por ejemplo, ajustando el ángulo del contrapunto, moviendo la herramienta de corte en ángulo usando el soporte compuesto o con herramientas de forma.

¿Cuáles son los defectos comunes en los procesos de torneado escalonado y cónico?

Los defectos comunes en las operaciones de torneado incluyen imprecisiones dimensionales, acabado superficial deficiente y desgaste de herramientas. Al girar por pasos, una preocupación importante es que los pasos no sean uniformes. En el torneado cónico, los ángulos cónicos inconsistentes son un problema común.

¿Cómo elegir qué método de torneado cónico utilizar?

La elección del método de torneado cónico depende de factores como el tamaño de la pieza, el ángulo del cono, los requisitos de calidad y la disponibilidad de herramientas. Normalmente, los conos más largos y precisos son mejores con un soporte compuesto o una máquina CNC.