Uf1 3 Determinacion Procesos Elementos Del Torno

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UNIDAD FORMATIVA 1

DETERMINACIN DE PROCESOS

PROCESOS DE MECANIZADO. ELEMENTOS DEL TORNEADO.

UF1: DETERMINACIN DE PROCESOS. Mecanizado. Elementos del torno.

CONTENIDOS:1. DEFINICIN Y CARACTERSTICAS. 2. ELEMENTOS PRINCIPALES DE UN TORNO PARALELO. 2.1- ELEMENTOS DE SOPORTE FIJOS. 2.2- ELEMENTOS MVILES. 2.3- ELEMENTOS DE TRANSMISIN. 2.4- ELEMENTOS DE SUJECIN DE LAS HERRAMIENTAS. 2.4.1- BRIDA O PUENTE DE SUJECIN. 2.4.2- PORTATIL O SOPORTE AMERICANO. 2.4.3- TORRETA PORTAHERRAMIENTAS O PORTATIL CUDRUPLE. 2.4.4- LOS PORTAHERRAMIENTAS. 2.5- ELEMENTOS DE SUJECIN DE LA PIEZA. 2.5.1- MONTAJE AL AIRE. 2.5.2- MONTAJE ENTRE PUNTOS. 2.5.3- MONTAJE ENTRE PLATO UNIVERSAL Y CONTRAPUNTO. 2.5.4- UTILIZACIN DE LUNETAS. 2.4.5- MONTAJE SOBRE CARRO Y BANCADA. 3. OTROS TIPOS DE TORNOS. 3.1- TORNO AL AIRE. 3.2- TORNO VERTICAL. 3.3- TORNO COPIADOR. 3.4- TORNO REVLVER. 3.5- TORNO DE CONTROL NUMRICO.

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1. DEFINICIN Y CARACTERSTICAS.El torno es la mquina-herramienta que permite la transformacin de un slido indefinido, hacindolo girar alrededor de su eje y arrancndole material perifricamente a fin de obtener una geometra definida (slido de revolucin). Con el torneado se pueden obtener superficies: cilndricas, planas, cnicas, esfricas, perfiladas, roscadas. El torno emplea una herramienta monofilo y un movimiento de rotacin de la pieza para la eliminacin del material. Es, junto con la fresadora, la mquina-herramienta ms universal y verstil. Permite el mecanizado de superficies de revolucin con unos grados de acabado superficial suficientemente buenos si la eleccin de las condiciones de corte se realiza adecuadamente. Permite asimismo la obtencin de superficies planas perpendiculares al eje de rotacin de la pieza y otra serie de trabajos que sern descritos ms adelante. El torno ms habitual, denominado torno paralelo.

2. ELEMENTOS PRINCIPALES DE UN TORNO PARALELO.Son mquinas-herramientas en las que la pieza a mecanizar est dotada de movimiento de rotacin que le produce el movimiento de corte, siendo la herramienta la que dar los de avance y penetracin o profundidad de pasada. Existen distintos tipos de tornos, pero el ms corriente es el llamado torno paralelo. Sus partes principales las especifica la norma UNE 15411 y se definen como se indica en la figura.

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1. Cabezal. 2. Eje principal. 3. Plato. 4. Punto. 5. Garra del plato. 6. Carro transversal. 7. Plataforma giratoria. 8. Portaherramientas. 9. Carro orientable. 10. Carro intermedio. 11. Guas de la bancada. 12. Contrapunto. 13. Eje del contracabezal. 14. Contracabezal. 15. Eje de cilindrar. 16. Eje de roscar. 17. Cremallera. 18. Bancada 19. Carro principal. 20. Bandeja. 21. Caja de cambios, para avances.

2.1- ELEMENTOS DE SOPORTE FIJOS.La bancada es una pieza de fundicin que sirve de apoyo a los dems elementos de la mquina. En su parte superior lleva las guas para los carros. A su izquierda se encuentra el cabezal principal y a la derecha generalmente el contrapunto. Las guas tienen la misin de servir de apoyo y permitir el deslizamiento del carro y del contracabezal. Deben estar perfectamente mecanizadas y rectificadas, y con un templado superficial para resistir el desgaste. En algunas bancadas existe una entalladura o escote, delante del cabezal, que permite trabajar piezas cortas y de gran dimetro. Ese escote se puede cubrir con una pieza de igual forma que el resto de la bancada, que se llama puente. El cabezal es una caja de fundicin, que va fijada en un extremo de la bancada por medio de tornillos o bridas. Para su correcto posicionamiento dispone de cuatro tornillos axiales. En el interior del cabezal se encuentra el eje principal, que da movimiento a la pieza, y tambin suele ir alojada la caja de velocidades.

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Bancada con puente desmontado.

El eje principal es el elemento que mayores esfuerzos realiza durante el trabajo, por lo que se construye en acero templado y rectificado. En su parte interior est hueco, para permitir el paso de las barras de material; en su parte anterior lleva un cono interior donde se aloja el punto, y por el exterior est roscado para poder emplazar el plato.

2.2- ELEMENTOS MVILES.El contracabezal es el mecanismo encargado de soportar las piezas por un extremo cuando por su longitud no deban ser trabajadas al aire. Tambin sirve de emplazamiento de algunas herramientas, como brocas, machos de roscar, etc. Consta de dos partes: cuerpo y base.

Contracabezal.

El cuerpo es una pieza de fundicin hueca para permitir el alojamiento del eje del contracabezal. La posicin del eje del contracabezal se puede fijar en una posicin determinada actuando sobre una palanca que aprieta unos casquillos contra el propio eje. La base es otra pieza de fundicin que fija el cuerpo a la bancada. El cuerpo puede variar su posicin con respecto a la base en sentido transversal mediante unos tornillos. Esta posibilidad se emplea para la ejecucin de conos.

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UF1: DETERMINACIN DE PROCESOS. Mecanizado. Elementos del torno.Los movimientos de la herramienta se realizan por medio de los carros. El torno dispone de tres: carro principal, carro transversal y carro orientable. El carro principal se desplaza a lo largo de la bancada, pudiendo recibir el movimiento manualmente por medio de un volante, o automticamente. Lleva guas inferiores para poder desplazarse por la bancada y guas superiores para situar el carro transversal. El carro transversal va colocado sobre el principal y puede desplazarse accionado por un husillo roscado, que puede recibir el movimiento manualmente o de forma automtica. Sobre el carro transversal se encuentra una plataforma circular en la que descansa el carro orientable. ste puede girar, alrededor de un eje vertical, hasta 90 a cada lado con respecto al eje de la mquina. En el carro orientable se encuentra la torreta portaherramientas, que puede tener diversas formas, aunque la ms comn sea la cuadrada.

Detalle de los carros y volantes y palancas de accionamiento. 1. Carro. 2. Gua giratoria. 3. Gua. 4. Maneta del carro orientable 5. Bancada. 6. Barra de cilindrar. 7. Barra del interruptor. 8. Tornillo patrn. 9. Palanca del husillo patrn. 10. Palanca de cilindrar y refrenar. 11. Delantal. 12. Maneta del carro. 13. Maneta para movimiento transversal del carro superior.

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UF1: DETERMINACIN DE PROCESOS. Mecanizado. Elementos del torno. 2.3- ELEMENTOS DE TRANSMISIN.Las cajas de velocidades pueden ser de diversos tipos, aunque las ms empleadas son: las de cono de poleas con reductor y las de engranajes.

Caja de velocidades de cono de poleas con reductor y Caja de engranajes desplazables y detalle de accionamiento de la palanca. Para el movimiento automtico de los carros, la mquina dispone de un sistema de transmisin que traslada el movimiento desde el eje principal a los carros. Consta de: inversor, lira o guitarra y caja de avances. El inversor hace que los ejes de roscar y cilindrar puedan girar en ambos sentidos sin modificar el sentido de giro del eje principal. Puede ser de dos tipos: basculante y deslizante. La lira transmite el movimiento desde el cabezal a la caja de avances por medio de unas ruedas dentadas intercambiables. La caja de avances puede ser de dos tipos: basculante o Norton, o deslizante. La transmisin del movimiento desde la caja de avances a los carros se realiza por medio de los ejes de roscar o de cilindrar. Los tornos tienen un dispositivo que imposibilita el accionamiento simultneo de los dos ejes, lo que originara agarrotamientos a causa de la realizacin de desplazamientos a distintas velocidades.

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Inversor basculante.

Inversor deslizante y caja de avances Norton.

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UF1: DETERMINACIN DE PROCESOS. Mecanizado. Elementos del torno. 2.4- ELEMENTOS DE SUJECIN DE LAS HERRAMIENTAS.Para proceder al mecanizado con el torno, es condicin indispensable lograr el perfecto posicionamiento de la herramienta. ste se lograr cuando dicha herramienta se encuentre con el filo a la altura del eje terico de la mquina, y su anclaje le confiera la rigidez necesaria para soportar los esfuerzos cortantes a que va a estar sometida, sin que se produzcan desviaciones ni vibraciones.

2.4.1- BRIDA O PUENTE DE SUJECIN. Este elemento sirve para posicionar una sola herramienta. Permite obtener una gran rigidez, por lo que es adecuado para soportar grandes esfuerzos de corte. Tiene el inconveniente de que es muy laboriosa la operacin de colocar el filo de la herramienta a la altura adecuada, siendo necesaria la utilizacin de suplementos calibrados. Consta de una brida de acero (1) sujeta al carro orientable por medio de un tornillo de sujecin (2), que a la vez es el encargado de efectuar el apriete de la herramienta. Un segundo tornillo (3) hace que la brida aprisione de forma correcta la herramienta.

2.4.2- PORTATIL O SOPORTE AMERICANO. Con este dispositivo se resuelve el inconveniente que presentaba el anterior en cuanto al posicionamiento de la herramienta, ya que dispone de un calzo esfrico que permite reajustar la altura del filo hasta en 2 3 mm. Por contra, su rigidez es ms reducida, por lo que slo ser aplicable en trabajos que conlleven pequeos esfuerzos cortantes. Existe otra variedad de soporte americano provisto de cuas que sustituyen el calzo esfrico, que logran una mayor rigidez de sujecin. El portatil va unido al carro orientable a travs de una ranura en T. Al aprisionar la herramienta por medio del tornillo dispuesto para ello, se produce a la vez la unin del portatil al carro. Con cualquiera de estos dispositivos se evita la utilizacin de calzos o suplementos calibrados, por lo que los tiempos de posicionamiento de la herramienta se reducen considerablemente.

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UF1: DETERMINACIN DE PROCESOS. Mecanizado. Elementos del torno.2.4.3- TORRETA PORTAHERRAMIENTAS O PORTATIL CUDRUPLE. Es el ms extendido de los sistemas de anclaje de las herramientas. Su ventaja radica en la posibilidad de sujecin simultnea de hasta cuatro herramientas, permitiendo entrar en accin rpidamente a la necesaria para el trabajo que se va a realizar, simplemente girando la torreta alrededor del eje vertical que la une con el carro orientable. Presenta el inconveniente de la necesidad de utilizar calzos o suplementos para posicionar la herramienta a la altura adecuada, por lo que se emplea, an en estas torretas, el sistema americano en muchas ocasiones. Con estos dispositivos, la herramienta queda sujeta con al menos dos tornillos, por lo que la rigidez del anclaje es suficientemente grande. Existen otras torretas cudruples que disponen de un dispositivo que permite la graduacin en altura de la herramienta, y que adems tienen la ventaja de permitir la sustitucin de todo el soporte, con la herramienta incluida, y volver a colocarlo en pocos segundos, por lo que se pueden prever las necesidades de herramientas y tenerlas preparadas en sus bloques para ir colocndolas en la torreta cuando sea necesaria su utilizacin. 2.4.4- LOS PORTAHERRAMIENTAS. Son dispositivos que permiten fijar de forma adecuada barras de perfil constante para herramientas o pastillas de metal duro, cermicas o de diamante. Existen en el mercado diversos tipos de portaherramientas que se adaptan a los diferentes tipos de cuchillas y trabajos de torneado

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UF1: DETERMINACIN DE PROCESOS. Mecanizado. Elementos del torno. 2.5- ELEMENTOS DE SUJECIN DE LA PIEZA.Las piezas que se van trabajar en el torno se pueden montar segn los siguientes procedimientos: Al aire: mediante platos universales, platos planos, platos de accionamiento neumtico o hidrulico y por medio de pinzas. Entre puntos: de forma directa o con mandriles. Mixto: entre plato y punto o con lunetas. Sobre carro o bancada.

2.5.1- MONTAJE AL AIRE. Es el adecuado para piezas de poca longitud o en trabajos de mecanizado interior. Para la sujecin de las piezas emplearemos: Plato universal Suele estar provisto de tres o cuatro garras que se abren y cierran simultneamente utilizando una llave apropiada (llave de plato), por lo que la pieza queda centrada. Este tipo de platos dispone de dos juegos de garras, uno para piezas de pequeo dimetro y otro, escalonado, para piezas de dimetros mayores. Al accionar la llave de plato actuamos sobre un pin que hace girar un disco que tiene tallada en su parte posterior una corona que engrana con ese pin, y en la parte anterior tiene una rosca plana (una espiral), que realiza el desplazamiento de las garras. Las garras tienen grabados unos nmeros que indican el orden en que han de ser montadas en el plato; as, primero pondremos la que lleva el nmero 1, en la ranura 1. Giramos la llave del plato hasta que veamos aparecer el comienzo de la espiral en la ranura 2. Retrocedemos un poco y asentamos la garra 2, comprobando que queda asegurada y repetiremos esa operacin con las garras restantes. Para sujetar piezas de forma irregular se emplea una variedad de plato llamado de garras independientes. Bsicamente es un plato universal, con la salvedad de que sus barras se pueden desplazar independientemente unas de otras por medio de un pequeo husillo roscado que lleva cada una.

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UF1: DETERMINACIN DE PROCESOS. Mecanizado. Elementos del torno.Platos planos o platos de agujeros.

Cuando debamos sujetar piezas cuyas formas impidan su colocacin en platos universales emplearemos este tipo de platos. Tienen forma plana y estn provistos de ranuras y agujeros para poder sujetar las piezas por medio de tornillos o bridas. Algunos tipos de piezas se sujetan con escuadras, en cuyo caso es necesario el equilibrio del plato colocando contrapesos convenientemente.

Platos con apriete neumtico o hidrulico. Son bsicamente platos universales en los que el mecanismo de cierre y apertura de garras tradicional se sustituye por otro neumtico o hidrulico. Su rapidez y comodidad los hace indispensables en los trabajos de produccin en serie. Pinzas o boquillas Se utilizan para la sujecin de piezas de pequeo dimetro y para piezas sacadas de barra calibrada. Estn constituidas por un cuerpo cnico, con un agujero ligeramente superior al de la pieza y con unas ranuras longitudinales que le proporcionan la elasticidad necesaria para producir el apriete. Este apriete se puede lograr al actuar sobre un husillo que pasa por el interior del eje principal y presiona la pinza contra el cono del eje, o tambin se puede lograr mediante una tuerca, como si se tratase de un portabrocas.

2.5.2- MONTAJE ENTRE PUNTOS. Realizaremos este tipo de montaje cuando debamos efectuar un mecanizado exterior con alto grado de concentricidad o en aquellas piezas en las que su longitud sea demasiado grande en relacin con su dimetro, por lo que su montaje al aire producira vibraciones que impediran la realizacin del trabajo. Para realizar este montaje debemos empezar por mecanizar en ambos extremos de la pieza los centros o alojamientos para los puntos del cabezal y del contracabezal.

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UF1: DETERMINACIN DE PROCESOS. Mecanizado. Elementos del torno.Estos puntos se mecanizarn con una broca de centros y se podrn ejecutar en el propio torno o con una taladradora, en cuyo caso debemos primero marcar el lugar donde se han de realizar los taladros, ayudndonos de un gramil, de una escuadra de centros o de la campana de centrar. Las brocas de centrar estn reguladas por la norma DIN 332, de la que podemos ver un extracto.

Los centros mecanizados han de acoplarse correctamente con los puntos, tanto del cabezal como del contracabezal. Estos puntos tienen un cuerpo de forma cnica, generalmente del tipo Morse, que ajusta en los conos del eje principal y del cabezal mvil, y una punta con ngulo de 60 para piezas normales, y de 90, para las pesadas. Los puntos pueden ser fijos (construidos de una sola pieza) o giratorios, en los que la punta puede girar libremente guiada por unos rodamientos. En el eje principal se coloca un punto fijo, mientras que en el contracabezal podemos adaptar un punto fijo o uno mvil. Los primeros dan mejor rigidez, pero nos obligan a continuos engrases para evitar su deterioro. Este problema se elimina con los puntos giratorios. Antes de mecanizar una pieza entre puntos debemos asegurarnos de que las puntas de ambos sean coincidentes, ya que si no lo fueran obtendramos perfiles cnicos. En el eje principal se coloca un plato de arrastre, el cual imprime el movimiento de rotacin a la pieza a travs de topes y perros de arrastre.

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UF1: DETERMINACIN DE PROCESOS. Mecanizado. Elementos del torno.Para mecanizar exteriormente entre puntos, piezas huecas, se emplean unos utensilios llamados mandriles. Estos pueden ser: fijos y extensibles.

Los primeros son como un eje, con los extremos cilndricos y la parte central, donde se ajusta la pieza, ligeramente cnica. Los extensibles estn constituidos por dos piezas: un eje cnico y un casquillo ranurado, interiormente cnico y cilndrico por su parte exterior. La pieza se coloca sobre el casquillo y ste se ajusta en el eje cnico. Al hacer deslizarse el casquillo sobre el eje se hace dilatar al primero realizando la presin de la pieza. Generalmente, para el ajuste del casquillo, el eje tiene una parte roscada, logrando la presin al actuar sobre una tuerca. 2.5.3- MONTAJE ENTRE PLATO UNIVERSAL Y CONTRAPUNTO. Se emplea este tipo de montaje cuando debamos mecanizar piezas largas y pesadas para obtener mayor rigidez. Para realizar este montaje debemos seguir el siguiente proceso: Primero sujetaremos la pieza en el plato, sin apretar demasiado. A continuacin, acercaremos el contracabezal hasta acoplar el contrapunto en el centro previamente realizado a la pieza. Luego fijaremos el contracabezal y apretaremos completamente el plato. Por ltimo, ajustaremos el punto con el husillo del contracabezal. Debemos tener en cuenta que el eje del contracabezal no debe sobresalir demasiado del cuerpo de ste, ya que en caso contrario aparecern vibraciones que impedirn un buen acabado e incluso pueden llegar a producir el deterioro de la herramienta. 2.5.4- UTILIZACIN DE LUNETAS. Entre el utillaje de serie de los tornos estn las lunetas. Estos elementos tienen la misin de procurar los apoyos intermedios para la realizacin de mecanizados de piezas largas y delgadas, tanto en montajes entre puntos como en montajes entre plato y punto. Existen dos tipos de lunetas: fijas y mviles. Las primeras constan de tres apoyos para la pieza, dispuestos a 120, que se pueden ajustar por medio de unos tornillos para adaptarlas a los diferentes dimetros de las piezas. Con unos tornillos que tienen en su base se fijan a la bancada de la mquina.

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UF1: DETERMINACIN DE PROCESOS. Mecanizado. Elementos del torno.Las lunetas mviles disponen de dos apoyos para la pieza, situados a 90, tambin ajustables por unos tornillos. Estas lunetas se sujetan al carro principal, por lo que se movern solidariamente con aqul; por ello tambin se las conoce con el nombre de seguidoras. Al colocar las lunetas debemos tener la precaucin de verificar que los apoyos de las mismas no flexionen la pieza. Esta verificacin se puede realizar con un reloj comparador colocado opuesto a la garra que estemos ajustando. Los apoyos de las lunetas deben sujetar firmemente la pieza, sin dejar juego, pero con la suficiente suavidad para permitir el giro de la misma. Las lunetas mviles se deben colocar lo ms cerca posible de la herramienta, ya que sta har las veces de tercer apoyo. Durante el mecanizado debemos lubricar con frecuencia los apoyos de las lunetas para impedir el calentamiento excesivo, tanto de ellos como de la pieza, lo que podra producir agarrotamientos que podran llegar a deteriorar la pieza.

2.4.5- MONTAJE SOBRE CARRO Y BANCADA. En piezas pesadas, que no se puedan montar por ningn mtodo de los expuestos anteriormente, emplearemos el montaje sobre carro o bancada. En el caso de montaje sobre carro dispondremos, entre plato y punto, una barra de mandrinar sobre la que se fija la cuchilla. El movimiento de avance se da con el carro, y la profundidad de pasada se realiza ajustando la cuchilla accionando un tornillo. Cuando el montaje se hace sobre bancada, la pieza se fija directamente sobre aqulla, por lo que no podremos imprimir el movimiento de arranque con el carro, lo que nos obliga a disponer de torneadores especiales provistos de un husillo, que es el encargado de desplazar la cuchilla longitudinalmente. Realmente estos tipos de montaje son engorrosos y poco rentables, por lo que ser preferible recurrir a mandrinadoras o fresadoras, en caso de disponer de esas mquinas, cuando debamos mecanizar piezas que requieran cualquiera de esos montajes

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3. OTROS TIPOS DE TORNOS.3.1- TORNO AL AIRE.Est diseado para trabajar piezas de grandes dimetros y no demasiado peso. Carecen de bancada, e incluso algunos, de contracabezal. Tiene una distribucin de cabezal y carros independientes, fijados al suelo. Entre el cabezal y los carros suele haber un foso, para permitir el paso de piezas de gran dimetro.

3.2- TORNO VERTICAL.Denominado as por tener el eje principal vertical con respecto al suelo. Puede realizar todos los trabajos que el anterior, pero ste admite piezas ms pesadas. Estos tornos nacieron de la necesidad de tener que tornear elementos de gran tamao principalmente de poca altura pero gran dimetro como rodetes de turbinas, grandes volantes, poleas, ruedas dentadas de molinos, etc., los cuales por su peso se pueden montar mas fcilmente sobre una plataforma horizontal. El movimiento principal lo tiene la pieza, y el de avance la herramienta. Las plataformas portapiezas pueden llegar a medir hasta 6m de dimetro. Algunos constructores han previsto un dispositivo para mortajar (en el caso de cueros) para ahorrar tiempo en el maquinado de piezas pesadas. Pueden ser hechos tambin con un solo montante.

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UF1: DETERMINACIN DE PROCESOS. Mecanizado. Elementos del torno. 3.3- TORNO COPIADOR.Disponen de un mecanismo en el que un palpador sigue el contorno de una plantilla con el perfil de la pieza a ejecutar, trasmitiendo los movimientos a la cuchilla. Estos tornos toman al elemento indefinido entre el plato y el contrapunto hacindolo girar y a continuacin lo someten al arranque de viruta mediante la herramienta que se mueve automticamente siguiendo el perfil impuesto por una pieza prototipo o plantilla. Se emplean generalmente en la produccin en serie de piezas similares y de perfil complicado.

3.4- TORNO REVLVER.En este tipo de torno, el contracabezal est montado sobre un carro, denominado carro principal, que lleva una torreta poligonal, en cuyas caras se disponen las herramientas necesarias para la realizacin de la pieza. Tambin dispone de otro carro, llamado carro auxiliar, sobre el que se desplaza el carro transversal que dispone de dos portaherramientas. Los movimientos de los carros se limitan por medio de topes. El plato suele ser el tipo de pinza, y si el material viene en barras, el torno suele tener un mecanismo de alimentacin material y un soporte que aguanta el sobrante. Los tornos revolver los utilizaremos para la fabricacin de piezas en serie (todas iguales). Cada una de estas piezas est sometida a las mismas operaciones de mecanizado, por lo que al realizar en ellas un proceso en serie, se consigue una mayor produccin. Las piezas resultarn todas iguales y dentro de las tolerancias exigidas de forma y dimensin.

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UF1: DETERMINACIN DE PROCESOS. Mecanizado. Elementos del torno. 3.5- TORNO DE CONTROL NUMRICO.Las rdenes del operario se envan a travs de un teclado, pudiendo por este mtodo actuar tanto sobre los movimientos de los carros como sobre las velocidades de corte, avances e incluso sobre la herramienta a emplear para realizar cada operacin.

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CUESTIONES.1. De que est fabricada la bancada de un torno y porque crees que est hecha de este material? 2. Qu caracteriza al material con el que est fabricado las guas de un torno? 3. Cules son los tipos de carros de un torno paralelo? 4. Cul es la misin de la caja de velocidades de un torno paralelo? 5. Qu es la caja Norton y cual es su misin? 6. Describe los elementos utilizados para la sujecin de las herramientas en el torno paralelo. 7. Describe los modos en que puede sujetarse la pieza en el torno paralelo. 8. Qu es un perro de arrastre y para que se utiliza? 9. Qu son las lunetas y para que se utilizan? 10. Describe brevemente los tipos de tornos que conozcas.

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