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• Leo St Dominguez Leyva

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UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

1. Tornillo de banco

El tornillo de banco es una herramienta que sirve para dar una eficaz sujeción, a la vez que ágil y fácil de manejar, a las piezas para que puedan ser sometidas a diferentes operaciones mecánicas como aserrado, perforado, fresado, limado o marcado. En otros países como Argentina y Uruguay recibe el nombre popular de morsa.

Esta herramienta es fundamental en la manufactura de cualquier producto del hierro o cualquier otro material que tenga que sujetarse para trabajarlo. Operaciones como aserrado, limado o marcado, precisan una eficaz sujeción, a la vez que ágil y fácil de manejar. Estas características son, precisamente, las que posee esta herramienta.

2. Partes Generales

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 Boca fija. Forma parte del cuerpo del tornillo de banco y no se desplaza durante el proceso de fijación de la pieza. Posee un orificio roscado que sirve de tuerca por donde gira el tornillo, y dos salientes paralelos (guía o corredera) que sirven de sostén y vía por donde se desplaza la mordaza móvil.  Boca móvil. Pieza que se desliza horizontalmente accionada por el tornillo y sirve para aplicar la fuerza que sostiene la pieza.  Mordazas. Piezas de acero que se colocan en el borde de las muelas de las mordazas, fijadas por tornillos, y que son las que oprimen las piezas. Sus características fundamentales es que son reemplazables en el caso de que se dañen, lo cual sería un problema en el caso de que las mordazas tocaran directamente las piezas. Cuando las piezas a sujetar son delicadas o frágiles los segmentos de apoyo pueden ser de material más blando como plomo, madera, cuero, plástico, etc.  Tornillo. Pieza, normalmente de roca cuadrada, que gira en la tuerca existente en la mordaza fija, y en cuyo extremo anterior está la palanca o manivela y su extremo final tiene una forma que le permite girar dentro de un orificio en la mordaza móvil reteniendo a esta sin separarse.

 Palanca o manivela. Pequeña barra de hierro que se coloca en el extremo anterior del tornillo y permite hacer girar éste. Al mover la manivela en sentido horario las bocas se cierran, permitiendo que las mordazas aprisionen la pieza interpuesta entre ambas. Si la manivela se mueve en sentido contrario, las bocas se abren y las mordazas liberan la pieza.  Fijación. Consiste en el medio para fijar el tornillo al banco de trabajo, y que puede ser un tornillo auxiliar accionado por palanca o también disponer en su mordaza fija de orificios para la sujeción con tornillos y tuercas.  Banco. Superficie horizontal plana que puede formar parte de la mordaza móvil o de la mordaza fija y que sirve para martillar las piezas sobre ella. DIAGRAMA DE FLUJO DE OPERACIONES

3. Tipos de tornillo de banco 3.1. Tornillo de banco simple No es necesario que el tornillo de banco se adhiera al banco de trabajo: siempre que la superficie de trabajo sea estable, se puede fijar un tornillo de banco directamente a la superficie o al costado. El tornillo de banco conectado directamente a la parte superior de la superficie cuenta con un pivote que permite que la prensa gire según sea necesario. Debido a que muchas prensas de banco tienden a presentar mordazas de metal, puede ser una buena idea forrar las mordazas con madera o un material similar para proteger la integridad de la pieza de trabajo. Las mandíbulas se pueden reemplazar a medida que se desgastan con el tiempo. Algunas prensas de banco también pueden funcionar como yunque. Los tornillos de banco varían según su resistencia, durabilidad y aplicación. Las prensas de banco de trabajo pesado y mediano se usan comúnmente para las operaciones industriales. 3.2. Tornillo de banco de servicio pesado El tornillo de banco de trabajo pesado a menudo está hecho de hierro para que pueda soportar aplicaciones más pesadas y de uso frecuente, y algunas veces se las conoce como vicios de los maquinistas. Los componentes presentados incluyen: mordazas dentadas de acero, barra de deslizamiento de precisión y un tornillo principal con rosca ACME. Se deben comprar sujetadores, y los sujetadores para sujetar las mandíbulas al tornillo de banco a menudo incluirán un juego adicional de mandíbulas de reemplazo, que se instalarán cuando se agote el primer conjunto. Un tornillo de banco de trabajo pesado típico será estacionario o tendrá un giro giratorio de 360 grados. Los tornillos de banco con mordazas para tubos tienen un conjunto secundario de mordazas para tubos de acero, que también giran 360 grados y son reemplazables. 3.3. Tornillo de banco de servicio mediano

Muy adecuadas para una amplia gama de aplicaciones, el tornillo de banco de trabajo mediano a menudo está hecho de hierro y cuentan con mordazas superiores de acero reemplazables, así como con mordazas para tubos. Muchos también cuentan con un giratorio de 360 grados y un yunque incorporado. Las caras de mandíbula se pueden cambiar entre lados dentados y lisos, dependiendo de la aplicación dada. 4. Funciones El tornillo de banco se utiliza para sujetar en él las piezas. Va fijo a la mesa de trabajo y es fácil de utilizar. Para ajustar la pieza que se va a cortar se debe girar el tornillo y a continuación se podrá cortar la pieza sin que se mueva para obtener un corte recto y liso. 5. Aplicaciones Es una herramienta que se atornilla a una mesa de trabajo y es muy común en los talleres de mecánica para sujetar firmemente piezas o componentes a los que se les quiere aplicar alguna operación mecánica.

Su utilización más habitual e importante es como elemento de fijación entre piezas desmontables, tiene también otras aplicaciones. Entre ellas también destacan la utilización como transmisor de fuerzas para producir grandes esfuerzos longitudinales mediante pequeñas fuerzas periféricas y como transmisor de movimientos, por ejemplo, en los husillos guía.

Pueden ser en elementos de medida (micrómetros), para reajustar fugas y desgastes, para obturación de orificios (tapones), etc. En otras ocasiones, al mismo tiempo que se utiliza como elemento de fijación, sirve también para el sellado de una cámara conteniendo líquidos o gas 6. Proceso de fabricación 6.1. Fabricación del molde de madera Para hacer el modelo lo primero que se hace de acuerdo a las dimensiones del diseño, se fabrica una pieza de madera, luego cuando el modelo esté listo, pasa a la etapa de moldeo, el cual se hace en arena, consiste en generar el “negativo” de la pieza a fabricar. Luego

se agrega los canales de alimentación, por donde se introducirá el metal fundido (Fe) esta operación recibe el nombre de “colada”; después de un tiempo adecuado, aproximadamente un día, el metal fundido se solidifica tomando la forma de la cavidad. Finalmente procedemos a la etapa del desmolde, el cual consiste en retirar la pieza fundida, después del corte previo de los canales de alimentación, quedando así lista la pieza fundida para el mecanizado respectivo. 6.2. Mecanizado de la pieza fundida 6.2.1. Fresado Una vez obtenida la pieza fundida, se procede a aplanar y desbastar la superficie de la base fija, como también de la mordaza móvil, utilizando la máquina-herramienta fresadora con una fresa-espiga de 5/8 de pulgada y desplazando la pieza en tres ejes de movimiento, para un mecanizado uniforme. ANTES

DESPUES

Superficie áspera

Luego de ello, se procede a utilizar una lima de hierro para realizar algunas correcciones en la superficie, tales como bordes puntiagudos.

6.3. Fabricación del tornillo 6.3.1. Torneado Para la fabricación del tornillo, se utilizó una barra de acero AISI 1045 de 20 mm de diámetro, el cual se mecanizó utilizando la máquinaherramienta torno, esto consistió en las siguientes operaciones. Cabe resaltar que durante esta operación se agregó sobre la pieza (tornillo) líquido refrigerante para evitar que la estructura interna de la pieza se modifique. Características del Acero AISI 1045 Es el más popular de los aceros al carbón templables. Adecuado para todo tipo de aplicaciones donde se requiera soportar esfuerzos por encima de las 87, 000 PSI o en casos de diámetros mayores donde se necesite una dureza media dentro de los 170 a 206 BHN y un centro tenaz. Aunque su maquinabilidad no es muy buena, esta mejora sensiblemente después del trabajo en frío Se usa en partes de máquinas que requieran dureza y tenacidad como: manivelas, pernos, bulones, engranajes de baja velocidad, acoplamientos, bielas, cigüeñales, etc.

Operaciones del torno 1. Se cilindra el cuerpo del tornillo dejando la barra de acero AISI 1045 a un diámetro de 15 mm Para estas operaciones se utilizó un buril

de corte, el cual es utilizado para rebanar el grosor de la barra hasta llegar a su diámetro adecuado

2. Se rosca el cuerpo del tornillo, dando lugar a la pieza finalizada utilizando una cuchilla HSS- acero de alta velocidad.

3. Se procede a formar los canales del tornillo o ranurado para evitar que la mordaza móvil de separe del tornillo.

4. Tornillo terminado:

Cilindrado

Roscado

Obtención de los topecitos De la misma manera que se realizó el cilindrado, se formó los topecitos para posteriormente separarlos con una cuchilla para tronzar

6.3.2. Taladrado Mediante esta operación obtenemos los agujeros pasantes y ciegos, respectivos para cada una de las correspondientes partes de la pieza. 1. Se procede a taladrar el tornillo con una broca de 10 mm de diámetro.

2. Luego se taladra el tope del tornillo de banco (quijada) obteniendo un agujero por donde pasara el tornillo, este agujero fue hecho por una broca de 3/8 de pulgada.

3. Al igual que la base, la mordaza móvil también es taladrada para ser unida con el tornillo por medio de un pasador.

4. Finalmente, se realizó los agujeros a las orejas de sujeción para que nuestro tornillo de banco se fije en una superficie deseada.

6.3.3. Soldadura Para unir los topecitos con la manivela, se realizó la soldadura por arco eléctrico utilizando una varilla inox AW 3-32.

Características del Acero INOX AW 3-32 Para soldar aceros inoxidables no estabilizados del grupo 18/8 y 19/9. El revestimiento rutílico le proporciona excelentes características de soldabilidad en corriente continua y corriente alterna, además de facilitar la operación del soldeo, tanto en soldadura de unión como en recargue. Debe soldarse con arco corto y con electrodos secos. Al realizar pulido espejo los cordones depositados se confunden con el metal base 18/8 ó 19/9. El INOX AW posee un contenido extra bajo de carbono (ELC) lo que le disminuye la posibilidad de precipitación de carburos de cromo.

6.3.4. Esmerilado Con la finalidad de retira las costras o escoria de la pieza se le pasó el esmeril.

6.3.5. Roscado Para realizar las roscas se utilizó un macho con su respectiva palanca.

6.4. Acabados 6.4.1. Rectificado Esta

máquina-herramienta

realizar mecanizados por abrasión

fue

utilizada

para

para obtener mayor precisión

dimensional y menores rugosidades

que dejo el proceso de

mecanizado, es decir, un mejor acabado de la pieza.

6.4.2. Pintado La última operación de acabado que se realizó sobre nuestro tornillo de banco utilizamos pintura martillado para protegerlo de los agentes atmosféricos.

7. Máquinas y herramientas utilizadas 7.1. Fresadora convencional

7.2. Torno convencional

7.3. Taladro vertical

7.4. Rectificadora

7.5. Esmeril