Torneado (Turning): Definición, Tipos, Operaciones y Parámetros de Corte

¿Qué es el Torneado?

El torneado es un proceso de mecanizado en el que una herramienta de corte, típicamente una herramienta de punta no rotativa, describe una trayectoria helicoidal moviéndose más o menos linealmente mientras la pieza rota.

Usualmente el término "torneado" se reserva para la generación de superficies externas por esta acción de corte, mientras que esta misma acción esencial aplicada a superficies internas se llama "mandrinado (boring)".

Así, la frase "torneado y mandrinado" categoriza la familia mayor de procesos conocidos como torneado en torno (lathing). El corte de caras en la pieza, ya sea con herramienta de torneado o mandrinado, se llama "refrentado (facing)", y puede agruparse en cualquiera de las categorías como subconjunto.

El torneado puede hacerse manualmente con un torno convencional que a menudo requiere supervisión continua del operador, o con un torno automatizado que no la requiere. Hoy el tipo más común de automatización es control numérico computarizado (CNC).

Al tornearse, la pieza (madera, metal, plástico, piedra) rota y una herramienta de corte se mueve en 1, 2 o 3 ejes para crear diámetros y profundidades precisas. Puede hacerse en el exterior del cilindro o en el interior (también conocido como taladrado) para producir componentes tubulares con varias geometrías.

Aunque raro hoy, tornos tempranos podían hacer figuras geométricas complejas, incluso sólidos platónicos; desde la llegada del CNC se ha vuelto poco común usar control de trayectoria no computarizado para este propósito. Si buscas piezas de torneado CNC, YIJIN Hardware es el mejor proveedor de piezas de torneado CNC en China.

Los procesos de torneado se realizan típicamente en un torno, considerado la más antigua de las herramientas de máquina, de varios tipos: torneado recto, cónico, perfilado, ranurado exterior. Con este proceso se pueden producir diferentes formas: rectas, cónicas, curvas o ranuradas. En torneado, corte simple de punta única se usa generalmente. Cada grupo de materiales tiene un conjunto óptimo de ángulos de herramienta desarrollados a lo largo de años.

Los residuos metálicos de operaciones de torneado se conocen como virutas (chips en Norteamérica) o rebaba (swarf en Reino Unido). En algunas áreas se les conoce como tornaduras.

Proceso de Torneado

El torneado es una forma de mecanizado, un proceso de remoción de material, usado para crear piezas rotacionales cortando material no deseado. Requiere máquina de torneado o torno, pieza, fijación y herramienta de corte.

La pieza es material preformado asegurado a la fijación, que a su vez se une a la máquina de torneado, permitiendo rotar a altas velocidades. El cortador es típicamente herramienta de punta única asegurada en la máquina, aunque algunas operaciones usan herramientas multi-punta.

La herramienta de corte avanza en la pieza rotativa y corta material en forma de pequeñas virutas para crear la forma deseada.

El torneado produce piezas rotacionales, típicamente axisimétricas, con muchas características: agujeros, ranuras, roscas, conicidades, escalones de diámetro variado e incluso superficies contorneadas. Piezas fabricadas completamente por torneado incluyen componentes usados en cantidades limitadas, quizás para prototipos, como ejes y sujetadores personalizados.

El torneado también se usa comúnmente como proceso secundario para añadir o refinar características en piezas fabricadas con otro proceso. Debido a las altas tolerancias y acabados superficiales que ofrece, es ideal para añadir características rotacionales de precisión a una pieza cuya forma básica ya está formada.

Operaciones de Torneado

El torneado es la operación de torno más común. Durante el proceso, una herramienta de corte remueve material del diámetro exterior de una pieza rotativa. El objetivo principal es reducir el diámetro a la dimensión deseada. Hay dos tipos: desbaste y acabado.

Una variedad de operaciones pueden realizarse durante el ciclo para obtener la forma deseada. Estas se clasifican como externas o internas.

Las operaciones externas cambian el diámetro exterior, mientras que las internas cambian el interior. Las siguientes operaciones están definidas por el tipo de cortador y la trayectoria para remover material:

Operaciones de torneado específicas (Externas)

• Torneado (Turning). Herramienta de punta única se mueve axialmente a lo largo del lado de la pieza, removiendo material para formar escalones, conicidades, chaflanes y contornos. Se mecanizan a pequeña profundidad radial de corte y múltiples pasadas hasta alcanzar el diámetro final.
• Torneado cónico (Tapered turning). Produce forma cilíndrica que disminuye gradualmente en diámetro de un extremo a otro.
• Torneado duro (Hard Turning). Tipo de torneado en materiales con dureza Rockwell C > 45. Típicamente después de tratamiento térmico. Pretende reemplazar o limitar operaciones de rectificado tradicionales. Para remoción de material, compite favorablemente con rectificado en bruto. Para acabado donde forma y dimensión son críticas, el rectificado es superior.
• Refrentado (Facing). Herramienta de punta única se mueve radialmente a lo largo del extremo de la pieza, removiendo capa delgada para dar superficie plana suave. Profundidad típicamente muy pequeña, puede hacerse en una pasada o varias con menor profundidad axial.
• Cortado/Parting (Parting). Similar a ranurado, herramienta de corte de punta única se mueve radialmente hacia el lado de la pieza hasta alcanzar el centro o diámetro interior, separando o cortando una sección.
• Ranurado (Grooving). Herramienta de punta única se mueve radialmente hacia el lado de la pieza, cortando ranura igual al ancho de la herramienta. Múltiples cortes forman ranuras mayores que el ancho de herramienta; herramientas de forma especial crean geometrías variables.

Operaciones no específicas (Internas)

• Mandrinado (Boring). Herramienta entra axialmente y corta superficie interna para formar escalones, conicidades, chaflanes, contornos. Herramienta de punta única ajustable con cabezal de mandrinar. Común después de taladrar para agrandar diámetro o obtener dimensiones precisas.
• Taladrado (Drilling). Remueve material del interior de la pieza. Usa brocas estándar fijas en contrapunto o torreta de herramientas del torno. Puede hacerse con taladradoras separadas.
• Estriado (Knurling). Corte de patrón serrado en superficie de pieza para agarre manual o mejora visual usando herramienta especial de estriado.
• Alesado (Reaming). Operación de dimensionado que remueve pequeña cantidad de metal de agujero ya taladrado. Para agujeros internos de diámetros muy precisos. Ej: agujero 6mm taladrado con broca 5.98mm y luego alesado a dimensión exacta.
• Roscado (Threading). Herramienta de roscar de punta única, típicamente con nariz puntiaguda 60°, se mueve axialmente a lo largo del lado de la pieza cortando roscas en superficie exterior. Roscas a longitud y paso especificados, pueden requerir múltiples pasadas.
• Torneado poligonal (Polygonal turning). Formas no circulares mecanizadas sin interrumpir rotación de la materia prima.

Parámetros de Corte

Al torneado, la velocidad y movimiento de la herramienta se especifican por varios parámetros seleccionados para cada operación según material de pieza, material de herramienta, tamaño de herramienta, etc.

• Avance de corte (Cutting feed) – Distancia que la herramienta o pieza avanza durante una revolución del husillo, medido en pulgadas por revolución (IPR). En algunas operaciones la herramienta avanza en la pieza y en otras la pieza avanza en la herramienta. Para herramienta multi-punta, el avance de corte también iguala avance por diente (IPT) multiplicado por número de dientes.
• Velocidad de corte (Cutting speed) – Velocidad de la superficie de la pieza relativa al filo de la herramienta durante un corte, medido en pies de superficie por minuto (SFM).
• Velocidad del husillo (Spindle speed) – Velocidad rotacional del husillo y pieza en revoluciones por minuto (RPM). Igual a velocidad de corte dividida por circunferencia de la pieza donde se corta. Para mantener velocidad de corte constante, la velocidad del husillo debe variar según diámetro del corte. Si velocidad del husillo es constante, la velocidad de corte variará.
• Tasa de avance (Feed rate) – Velocidad del movimiento de la herramienta relativa a la pieza mientras hace un corte. Medido en pulgadas por minuto (IPM), producto del avance de corte (IPR) y velocidad del husillo (RPM).
• Profundidad axial de corte (Axial depth of cut) – Profundidad de la herramienta a lo largo del eje de la pieza al hacer un corte, como en operación de refrentado. Gran profundidad axial requerirá baja tasa de avance, o resultará en alta carga en la herramienta reduciendo su vida. Por eso, una característica se mecaniza típicamente en varias pasadas.
• Profundidad radial de corte (Radial depth of cut) – Profundidad de la herramienta a lo largo del radio de la pieza al hacer un corte, como en torneado o mandrinado. Gran profundidad radial requerirá baja tasa de avance, o resultará en alta carga reduciendo vida de herramienta. Por eso, una característica a menudo se mecaniza en varios pasos.

Herramientas (Tooling)

Los varios ángulos, formas y tamaños de una herramienta de corte de punta única están directamente relacionados con la superficie resultante de una pieza durante operaciones de mecanizado. Hay diferentes ángulos: ángulo de rake, ángulo de rake lateral, ángulo de filo, ángulo de relieve, radio de punta, que existen y pueden ser diferentes en relación a la pieza.

También hay muchas formas de herramientas de punta única como en V y cuadradas. Un porta-herramientas especial se usa usualmente para sostener la herramienta durante la operación.

Preguntas Frecuentes

El torneado es un proceso de mecanizado en el que una herramienta de corte, típicamente una herramienta de punta no rotativa, describe una trayectoria helicoidal moviéndose más o menos linealmente mientras la pieza rota.

El torneado es una forma de mecanizado, un proceso de remoción de material, usado para crear piezas rotacionales cortando material no deseado. Requiere máquina de torneado o torno, pieza, fijación y herramienta de corte.