Micra Tecnología Metal - José Mwwwwwwwwwwwwwwww

Tecnología metal Segundo Curso del Primer Grado de Formación Profesional

JOSE M.a SIMO Profesor de la Escuela Técnico-Profesional Diocesana de Navás

V. OLLER Profesor de la Escuela Técnico-Profesional Diocesana de Navás

Primera edición

editorial vicens-vives

Libro presentado al M.E.C. O.M. 2-XII-1974 Primera edición, 1976  © , J . M." SI M O , 19 7 6 Sobre la parte literaria y diseño de las ilustraciones  © V. OLLE R, 1 97 6 Sobre la parte literaria y diseño de las ilustraciones  © ED ITO RIA L VI C EN S- VI VE S, 1 9 7 6 Sobre los dibujos Depósito Legal: B. 40.407-1976 ISBN: ISBN: 84 - 316 - 060 2 - 9 N.° de Orden V. V.: A - 977 IMPRESO EN ESPAÑA PRINTED IN SPAIN Editado por Editorial VICENS—VIVES. Avda. de Sarria, 132 - Barcelona-17 Impreso por Gráficas INSTAR. Constitución, 19 - Barcelona-14 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 El dígito de la derecha indica la reedición

Fotografías cedidas gentilmente por: INSTRUMENTOS TECNICOS, S. A.,   Figuras: 1-2, 1-3, 1-4, 1-7, 1-11, 1-12, 1-13, 1-14, 1-15, 1-16, 1-17, 1-18, 1-19, 1-20,

1-21, 1-22, 1-23, 2-1, 2-3, 2-6, 2-7, 2-13, 2-14. IMEX, S. A.,   Figuras: 2-1, 2-2, 2-8, 2-9, 2-16, 2-17, 2-19, 2-20. PRECICONTROL, S. A.,   Figuras: 2-11, 2-12, 2-22, 2-23, 2-24, 2-25, 2-26, 2-28, 2-29, 2-30, 2-31, 2-3 2, 2-33.  AR IB ER , S. L„   Figuras: 2-14, 2-15. WIDIA IBERICA, S. A.,   Figuras: 4-1, 4-2, 4-3, 4-5, 4-6, 4-10, 4-11,4-12, 4-13, 6-11, 9-2, 9-3, 9-4, 9-6, 9-7, 9 -8, 9-9, 9-10,

9-13, 9-14, 9-15, 9-33. JOSE PASCUAL CUBELES,  Figuras: 4-9, 5-4, 5-5, 5-7. CEVENTOR, S. A.,   Figuras: 6-1, 6-21. TORNOS TOR, S. A.,   Figuras: 7-2, 7-3a, 7-14. CARMELO OYARZABAL, S. A.,   Figuras: 7-4, 7-6, 7-7, 7-12, 7-15, 7-16, 7-19, 7-28, 8-1. GEMINIS, S. A.,   Figuras: 7-3b, 7-5, 7-8, 8-3. LADISLAO ARAMBURU, S. A.,   Figuras: 10-4, 10-6, 10-7, 10-9.  A CM E, S. A.,   Figuras: 10-3, 11-6, 13-22. DEFRIES, S. A. E„   Figuras: 10-16, 11-3, 11-7, 11-9, 11-14, 11-17, 11-19, 13-17, 13-19, 13-20. THEUS,  Figuras: 10-18, 10-19, 10-20, 11-18. M U V I S A ,  Figuras: 12-1, 12-4, 13-5. DANOBAT, S. C.   /., Figuras: 13-11, 13-12, 13-13, 13-14, 13-15.

Indice

Tema 1. Tema 2. Tema 3. Tema 4. Tema 5. Tema 6. Tema 7. Tema 8. Tema 9. Tema 10. Tema 11. Tema 12. Tema 13. Tema 14. Tema 15. Tema 16. Tema 17. Apéndice: I. II. III. IV. V. VI. VII. VIII. IX. X. XI. XII. XIII. XIV. XV. XVI.

.................................................... Instrumentos de medida Instrumentos de verificación .................................................................... Trazado al aire ..................................................................................... Herramientas de corte ............................................................................ Es car iad o ............................................................................................. Limadora ............................................................................................. Torno paralelo ........................................................................... Cadena cinemática del torno paralelo ..................................... Trabajos de to rn ea do .............................................................................. Fresadora universal ...................................................................... Trabajos de fresado .............................................................................. Muelas abrasiv as ................................................................................... Sierra mecánica, electroesmerlladora y rectificadora ..................................... í Condiciones de tr abaj o ........................................................................... ' Roscas ...................................................................... Engranajes rect os ............................................... Metrología trigonométrica.Verificación de conos y engranajes ....................... Tablas ......................... Aceros Latones Bronces Velocidades dé corte Velocidad de corte y avance para el cepillado con herramientas de metal duro Velocidad de corte y avance para torneado con herramientas de metal duro Velocidad de corte y avance de las fresas de acero rápido superior Velocidad de corte y avance para platos de cuchillas de metal duro Rosca métrica S.l. (paso normal) Rosca whltworth (paso normal) Rosca de gas Rosca sellers Rosca trapecial métrica Rosca trapecial ACME Valores de W y K para engranajes de módulo 1 y ángulo de presión de 20° Tabla de ajustes ISO

1 9 21 29 43 49 59 69 79 95 105 113 121 133 145 155 161 171

Tema 1. Instrumentos de medida

OBJETIVOS — — — — —

Conocer la finalidad y el funcionamiento del micrómetro. Conocer las partes de un micrómetro. Conocer los distintos tipos de micrómetros. Adquirir dominio del micrómetro en las lecturas de mediciones. Conocer las normas elementales de conservación de los micrómetros.

PRÁCTICAS BÁSICAS DEL TEMA B-9 Medición con micrómetro de exteriores. C-12 Medición con micrómetro de interiores, de platillos y de profundida des.

CUESTIONARIO TEÓRICO 1. 2. 3. 4. 5.

Micrómetro: descripción y partes Funcionamiento del micrómetro. Nonio circular Manejo del micrómetro Clases de micrómetros: aplicaciones Normas de uso y conservación de los micrómetros

FICHA GUÍA A través de un análisis del tema y de las cuestiones que hayas podido encontrar en la práctica, busca respuestas o solu ciones a los siguientes problemas: 1. Habrás observado que los micrómetros tienen formas variadas; no obstante, ¿hay alguna parte que sea invariable? 2. Una pieza terminada en desbaste, ¿crees que debe medirse con micrómetro? ¿Por qué? 3. Un micrómetro normal lleva un tornillo micrométrico de 0,5 mm de paso y 50 divisiones en el tambor, con lo cual la apreciación es de 0,01 mm. ¿Cómo dispondrías de uno cuya apreciación tuviera que ser de 0,005 mm? 4. Fíjate en las características de las medidas a determinar de las piezas A-3, B-8, B-9, C-1 1 y C-12. Ello deberá darte una idea de los instrumentos de medición que necesitarás pedir en el almacén del taller. ¿Cuáles serán? 5. Habrás observado que los micrómetros de roscas llevan un juego de palpadores intercambiables. Verifica algunas roscas de distinto diámetro cambiando o sin cambiar los palpadores y analiza los resultados. ¿Cuáles son las conclu siones que has sacado? 6. Como consecuencia del problema anterior, ¿por qué crees que los palpadores intercambiables pueden girar sin per manecer fijos? 7. Las normas de uso del micrómetro nos dicen que los palpadores deben ponerse en contacto accionando el tornillo de fricción. ¿Pueden hacerse las mediciones accionando el tambor? En cualquier caso, ¿por qué se hace con dicho tor nillo? 8. Alg unos micrómetros llevan en los extremos de los palpadores unas plaquitas de metal duro. ¿Qué finalidad crees que tienen? 1

Fig. 1.1 Pieza B-9

Desarrollo del tema

Fig. 1.2 Micrómetro de exteriores o páimer. Fig. 1.3 Partes de un micrómetro.

1. MICRÓMETRO: DESCRIPCIÓN Y PARTES Si tomamos la pieza B-9 como ejemplo (fig. 1.1), observaremos en sus medi das unas diferencias en lo que a precisión se refiere, que hacen que el opera rio necesite, por tanto, unos instrumentos de medida de mayor o menor exactitud. Si nos fijamos concretamente en los diámetros de 13 mm y 17 mm veremos que, mientras en la primera medición, podemos valernos para su determinación de un pie de rey, en la segunda, este instrumento nos resul ta insuficiente, ya que la medición que hagamos debe facilitarnos una lectura que esté dentro de los límites de la tolerancia expresada en la acotación 17i ?7, exactitud que no llega a darnos el pie de rey.

Es aquí donde se hace necesario el empleo de un micrómetro,  instru mento de medida que nos determina magnitudes lineales con una aproxima ción de 0,01 mm hasta 0,001 mm. El micrómetro para medir exteriores (fig. 1.2), llamado también pálmer, nombre que proviene de su inventor, es el de uso más frecuente y esencial mente consta de las siguientes partes (fig. 1.3): Fig. 1.2

Fig. 1.3

2

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13.

Cuerpo Tubo Palpador fijo Palpador móvil Contactos d^ los palpadores Tornillo micrométricó Tuerca micrométrica Tambor giratorio Graduación lineal Graduación circular Mecanismo de fricción Bloqueo Cachas aislantes

Fig. 1.4 Tornillo de fricción de un micró metro. Fig. 1.5 Lectura de 32,28 mm. Fig. 1.6 Lectura de 31,67 mm.

FUNCIONAMIENTO DEL MICRÓMETRO. NONIO CIRCULAR El funcionamiento del micrómetro se basa en el mecanismo de tornillo y tuer ca, función que en él realizan respectivamente el tornillo micrométrico y la tuerca micrométrica. El tornilo micrométrico (6) que por un extremo forma el palpador móvil (4) va roscado en la tuerca micrométrica (7) fija en el interior del tubo (2). El ajuste de rosca es perfecto y de una gran precisión y el paso suele ser nor malmente de 0,5 mm. Por el extremo opuesto al palpador móvil, el tornillo micrométrico arrastra al tambor giratorio (8) directamente o a través del tornillo de fricción (11) (fig. 1.4), con el cual se evita el apriete excesivo de palpadores sobre la pieza. En dicho tambor va grabada una graduación circular (10) de 50 divi siones, mientras que en el tubo lleva la graduación lineal (9) en medios milí metros. Todo este conjunto, denominado también cabeza micrométrica, se apoya en un cuerpo (1) en forma de herradura en el cual se halla el otro pal pador fijo (3). El bloqueo (12) sirve para inmovilizar el palpador móvil. La mayoría de estos instrumentos llevan en los extremos de los palpa dores unos contactos (5) de metal duro de mayor resistencia al desgaste. También suelen llevar sujetos a ambos costados del cuerpo, unas pla cas o cachas (13) de material aislante para así evitar que el aparato tome temperatura con el contacto manual y pueda, a causa de la dilatación térmi ca, producirnos errores en las mediciones. Cuando giramos el tambor una vuelta entera, el tornillo micrométrico. por ir unido a él, también lo ha hecho y como tiene un paso de 0,5 mm, el palpador móvil se habrá desplazado esta misma distancia. Esta es la razón por la cual el tubo se halla dividido en medios milímetros.

Fig

1.5

Para hacer la lectura de una medición nos fijaremos en primer lugar en el borde biselado del tambor, para ver con qué división de la escala lineal coincide y así determinar los milímetros o medios milímetros de dicha medi ción. A continuación observaremos cuál de las 50 divisiones que lleva el tam bor en la parte biselada coincide con la línea de referencia marcada en el tubo. La lectura será, finalmente, el número de milímetros determinados por el borde del tambor más las centésimas de milímetro que nos señalará el nonio circular del tambor, ya que, como vimos en el curso anterior, la apre ciación de este aparato será de 0,01 mm. En las figuras 1.5 y 1.6 vemos dos ejemplos de lectura en un micróme tro centesimal. En los micrómetros milesimales, o sea, con apreciación de 0,001 mm. la lectura de las milésimas de milímetro se hace a través de un segundo

11111/1  2 5

3 0

r ^ : --

hg l 6 3

nonio formado por 10 divisiones que se yuxtaponen, para hacer la lectura, con las divisiones del nonio circular (fig. 1.7). Como que estas 10 divisiones del nonio abarcan 9 del tambor, y sabiendo que cada división del mismo equivale a 0,01 mm. tendremos, en consecuencia, que la apreciación será de: 0,01 mm = 0,001 mm 10

Fig. 1.7

En las figuras 1.8 y 1.9 vemos dos ejemplos de lecturas con micrómetros milesimales.

0'002 mm

Fig. 1.7 Micrómetro milésima!. Fig. 1.8 Lectura de 7,312 mm. Fig. 1.9 Lectura de 6,865 mm.

f ' 9 1 .8

Fig. 1.10 Medición sobre piezas apoya das en él mármol.

0'005 mm

0’86mm Fig. 1.9

3. MANEJO DEL MICRÓMETR O Siempre que se hace una medición con el micrómetro se abre éste con una separación entre palpadores mayor que la pieza a medir. Una vez encarados con las dos caras a comprobar se gira el tambor hasta aproximarlos a dichas caras; entonces, actuando sobre el tornillo de fricción, se ponen en contacto. Con este mecanismo se consigue siempre la misma presión de contac to en las distintas mediciones ya que, cuando los palpadores hacen tope con las caras de la pieza a medir, el tornillo resbala. En este instante se efectúa la lectura y una vez determinada se separan ligeramente los palpadores para así poder retirarlos sin forzarlos y evitar rozamientos de los contactos.

Fig. 1.10

4

Los procedimientos más corrientes para la medición de piezas con el micrómetro son: — Sobre piezas apoyadas en el mármol (fig. 1.10).

— Sobre piezas apoyadas en la máquina (fig. 1.11). — Por medio de soportes especiales (fig. 1.12). Los micrómetros tienen generalmente una capacidad de medida de 25 mm. Suelen disponerse en juegos desde 0 a 100 mm de la siguiente manera: De 0 a 25 mm De 25 a 50 mm De 50 a 75 mm De 75 a 100 mm Para capacidades superiores los micrómetros van provistos de unos topes intercambiables (fig. 1.13), que hacen a su vez de palpador fijo, cubriendo una capacidad de 100 mm. De 0 a 100 mm De 100 a 20 0 mm De 200 a 300 mm De 1400 a 1500 mm

4. CLASES DE MICR ÓM ETRO S: APLICACIONES El micrómetro de exteriores o pálmer estudiado en esta primera parte del tema y que como se ha dicho es el de uso más frecuente, no es único, ya que el mecánico se ve en la necesidad de hacer mediciones en piezas que por sus características no le es posible hacerlas con él. Es por ello que existen otros tipos de micrómetros que cubren perfectamente las diferentes contingencias que se presentan a la hora de hacer mediciones. Entre estos micrómetros citaremos: — Micrómetro de interiores — Micrómetro de profundidades — Micróm etro de platillos — Micrómetro de roscas — Micrómetro para tubos — Micrómetro para hilos — Micrómetro de tres contactos

Fig. 1.12

Todos ellos funcionan igual básicamente, ya que conservan invariable la parte denominada cabeza micrométrica, modificando solamente la forma del cuerpo. Micróm etro de interiores. Se emplean para medir diámetros de aguje ros y distancias entre dos caras paralelas dispuestas de frente. Constan de una cabeza micrométrica que lleva en cada uno de sus extremos un palpador, pudiéndose acoplar en uno de estos extremos alarga deras que aumentan la capacidad de medida con márgenes de 25 en 25 mm (fig. 1.14).

Fig. 1.11 Medición sobre piezas apoya das en máquina. Fig. 1.12 Medición sobre piezas apoya das con soportes especiales para el micró metro. Fig. 1.13 Micrómetro con topes inter cambiables.

Fig. 1.14

Fig. 1.14 Micrómetro de interiores. 5

Muy apropiado para medir agujeros es el micrómetro de interiores de tres contactos, conocido también con el nombre de IMICRO (fig. 1.15). Este aparato lleva acoplado en la cabeza micrométrica un dispositivo provisto de tres palpadores dispuestos a 120° que se mueven diametralmente al accio nar el tornillo (fig. 1.16).

Fig. 1.16

En ambos casos debe tenerse en cuenta que la medición mínima que puede realizarse será la correspondiente al tamaño de la cabeza micrométri ca o del dispositivo referido. Micróm etro de profundidades. Empleados para la medición de profun didad de agujeros, ranuras, etc. (fig. 1.17). Estos micrómetros tienen un cuerpo en forma deT con la cara de apoyo perfectamente planeada. Llevan una varilla que constituye el tope móvil, el cual sale perpendicularmente de la base de apoyo.

Fig. 1.17

El tope móvil puede ser intercambiable, disponiendo de varillas de dis tintas longitudes para aumentar la capacidad de medida. Micróm etro de platillos.  Es un instrumento especialmente concebido para la medición del espesor de dientes de un engranaje (fig. 1.18).

Fig. 1.18

La forma del micrómetro de platillos es idéntica a la del de exteriores, existiendo solamente diferencia en la forma de sus palpadores, puesto que los extremos de los mismos tienen la forma de platillo. Micróme tro para roscas. Con él podemos determinar el diámetro medio de una rosca (fig. 1.19). Fig. 1.15 Micrómetro de interiores / m i c r o .  Fig. 1.16 Detalle interior del

¡MICRO.

Fig. 1.17 Micrómetro de profundidades. Fig. 1.18 Micrómetro de platillos. Fig. 1.19 Micrómetro para roscas. 6

Fig. 1.19

La diferencia con el micrómetro normal está también en los palpadores. Estos micrómetros llevan unos juegos de topes (fig. 1.20), cuya forma se adapta a distintos pasos y tipos de roscas, siendo de fácil colocación y per maneciendo móviles para acoplarse bien alineado con los flancos del filete. Micróm etro para tubos. Empleados para la medición del espesor de la pared de un tubo (fig. 1.21)..

Fig. 1.20

Su cuerpo tiene la forma de un cuadrante con los palpadores dispues tos perpendicularmente. De esta forma, mientras uno apoya su generatriz sobre la pared cóncava del interior del tubo, el otro contacta con la pared exterior.

Micróm etro para hilos. Se utilizan fundamentalmente para la determi nación de diámetros de los hilos metálicos. Pueden también medirse con él los diámetros de las bolas. Está formado por una cabeza micrométrica unida a un cuerpo cilindrico que lleva una ranura transversal y en ambos lados de la ranura se hallan los palpadores. Unas plaquitas situadas en el fondo de dicha ranura sirven de apoyo para los hilos y las bolas (fig. 1.22).

Fig. 1.22

Micróm etro de tres contactos. Se utilizan en los casos particulares de medir el diámetro de herramientas con número impar de dientes (fig. 1.23). El cuerpo en forma de herradura va provisto de dos palpadores fijos, además del móvil que desplaza el tornillo micrométrico.

5. NOR MAS DE USO Y CONSERV ACIÓN DE LOS MICR ÓME TROS Por tratarse el micrómetro de un instrumento de gran precisión y exactitud y además de elevado precio, se requiere un trato cuidadoso del mismo. Para ello deben tenerse en cuenta las siguientes normas: — Mantenerlo limpio y no mezclarlo con las restantes herramientas de trabajo. Se pondrá en un estuche apropiado o bien sobre una gamuza limpia.

Fig. 1.20 Topes intercambiables del  micrómetro de roscas. Fig. 1.21 Micrómetro para tubos. Fig. 1.22 Micrómetro para hilos y bolas. Fig. 1.23 Micrómetro de tres contactos. 7 

— Utilizarlo solamente para las mediciones que por su exactitud o tole rancia lo requieran. — Asegurarse que las superficies a comprobar están limpias y alisadas. — No apretar excesivamente los palpadores; para evitarlo, cerrar el micrómetro accionando el tornillo de fricción. — No retirar la pieza o el micrómetro cuando aquélla está cogida entre palpadores. Antes debe abrirse ligeramente. — No debe abrirse o cerrarse el micrómetro cogiéndolo por el tambor y haciendo girar el cuerpo a su alrededor. — No efectuar nunca mediciones sobre piezas en movimiento. — Una vez finalizada su utilización, deben limpiarse cuidadosamente, protegiéndolos con una ligera capa de vaselina neutra. Seguidamente se guardarán en un estuche adecuado, envueltos con papel o con un paño lim pio para preservarlos de la humedad.

Te m a 2. Instrumentos de verifi cación

OBJETIVOS — Cono cer el funcionamiento y la finalidad del comparador de esfera y del de palanca. — Conocer la finalidad de las calas y calibres. — Conocer algunos tipos o modelo s distintos de aparatos comparadores. — Conocer los diversos tipos de calibres y sus aplicaciones. — Utilización correcta de estos instrumentos.

PRÁCTICAS BÁSICAS DEL TEMA C-12 Empleo del comparador, calas y calibres prismáticos. B-8 Empleo del calibre tampón.

CUESTIONARIO TEÓRICO 1. Aparatos comparadores: clases 1.1 Comparador de esfera: descripción y funcionamiento 1.2 Comparador de palanca: descripción y funcionamiento 1.3 Otros tipos de comparadores 2. Calas; descripción y aplicaciones 3. Calibres: 3.1 Generalidades 3.2 Tipos de calibres: aplicaciones 4. Normas de uso y conservación

FICHA GUÍA Después de un detenido examen del tema y de los posibles problemas surgidos en la práctica, busca soluciones a las siguientes cuestiones: 1. Se ha visto que una de las utilidades de las calas es la de comprobar la exactitud en la medida de los micrómetros. ¿Qué juegos de calas serían apropiados para contrastar un micrómetro milesimal? 2. Analizando las características de los distintos tipos de aparatos comparadores, ¿cuál escogerías para comprobar la excentricidad de una pieza? 3. Los soportes para los comparadores tienen unas aplicaciones que dependen de las verificaciones a realizar. Si tuvie ras que verificar piezas pequeñas en serie, ¿cuál utilizarías? 4. Los sistemas de palpación de los distintos tipos de comparadores son casi idénticos; no obstante, hay uno que es completamente distinto. ¿Cuál es y en qué radica su diferencia? 5. Si en el laboratorio de metrología dispones de un estuche con un juego de calas M-7, ¿podrías componer la medida 173,204 mm? Si es posible, haz la composición. 6. La medición del diámetro 0 17 g6 de la pieza de la práctica B-9 la hacemos por medio de un micrómetro, pero podría hacerse también con un calibre de tolerancia. ¿Cuál sería el apropiado para que al mismo tiempo supiéramos si dicho diámetro está ovalado? 7. Las normas de uso y conservación de los calibres y calas dicen entre otras cosas que no deben estar expuestos al sol y que las verificaciones deben realizarse a 20° C de temperatura. ¿A qué motivos atribuyes esas normas? 8. ¿Qué diferencia crees que existe entre un calibre patrón y un calibre de tolerancia? 9

Desarrollo del tema En el curso anterior se estudiaron los instrumentos elementales de verifica ción utilizados con más frecuencia por el mecánico. El campo de aplicación de estos instrumentos se limitaba generalmente a las verificaciones realiza das a pie de máquina, o sea, que eran empleados por el operario durante las distintas fases del trabajo. En el tema que nos ocupa veremos otros instrumentos de mayor preci sión que los anteriores, y por ello, son empleados en controles en los labora torios metrológicos o bien en trabajos muy precisos. Estos instrumentos son: — Aparatos comparadores — Calas — Calibres

1. APARATOS COMPARADORES: CLASES Al controlar las dimensiones de las piezas fabricadas, y si lo son en poca can tidad, nos valemos del pie de rey (mediana precisión) o de los micrómetros (gran precisión). En grandes series resulta más rápido y menos fatigoso el empleo del comparador y de los calibres y calas; además, en los comparado res, la presión de contacto con la pieza que se verifica es siempre la misma, sea quien sea el operario, con lo cual los errores son menos probables. Con el comparador no conseguimos leer la cota de una pieza, sino que la comparamos con otra determinada, denominada pieza patrón o tipo, o bien con unos prismas de gran precisión denominados calas patrón. Además, las diferencias entre pieza y cala se reflejan en el comparador por el movimiento de una aguja sobre una escala con divisiones bastante espaciadas, consiguiéndose de este modo una fácil lectura por pequeñas que sean las diferencias mencionadas. Además de medir por comparación, estos aparatos, acompañados de los soportes adecuados (fig. 2.1), se emplean también en verificaciones de diversa índole, tales como: a) Comprobación de paralelismo b) Comprobación de perpendicularidad c) Comprobación de coaxialidad d) Comprobación de excentricidad e) Comprobación de desplazamientos

Fig. 2.1 Algunos tipos de soportes para comparadores: a) con mesa, b) con pie magnético, c) universa!. 10

Se fabrican diferentes tipos de aparatos comparadores clasificándose de la siguiente manera: comparador de esfera — Comparadores mécanicos comparador de palanca comparador de palanca y engranajes — Comparadores ópticos — Comparadores neumáticos — Comparadores electrónicos

1.1 Comparador de esfera: descripción y funcionamiento El comparador de esfera, denominado también reloj comparador (fig. 2.2), está formado por una caja metálica, generalmente de aluminio, de forma cir cular, atravesado por un eje o varilla que termina por un extremo en un palpador de metal duro. En su desplazamiento axial, este eje mueve a unos engra najes que al propio tiempo hacen girar a una aguja sobre una esfera dividida normalmente en 100 partes. Esta esfera es giratoria, lo cual facilita la puesta a cero de la aguja cualquiera que sea su posición. Otra aguja más pequeña nos indica el número de vueltas que da la mayor. El comparador de esfera puede ser centesimal (0,01 mm de aprecia ción) o milesimal (0,001 mm de apreciación). En los primeros, la longitud de carrera útil del eje del palpador es de 3 a 10 mm, mientras que en los segun dos, ésta es de 0,5 a 1 mm. Un reloj comparador consta de las siguientes partes: 1) Caja 2) Eje o varilla 3) Palpador 4) Cabeza de la varilla 5) Tubo 6) Esfera orientable 7) Escala centesimal (o milesimal) 8) Escala milimétrica 9) Agujas indicadoras 10) Indices cursores Funcionamiento de l reloj comparador. En la figura 2.3 podemos observar los mecanismos, situados en el interior del cuerpo, en los que se basa el funcionamiento del aparato.

Fig. 2.2

Fig. 2.2 Reloj comparador. Fig. 2.3 Mecanismo de funcionamiento de! reloj comparador.

El eje del comparador lleva una cremallera (C) de 1 mm de paso que engrana con el piñón (A) de 10 dientes. Suponiendo que el palpador se des plaza 1 mm, dicho piñón gira un diente (1/10 de vuelta), así como la rueda (B) de 100 dientes solidaria con éste que efectúa, consecuentemente , un giro de 1/10 de vuelta (10 dientes). Al ir esta rueda engranada con otro piñón (D) de 10 dientes, éste efectuará una vuelta completa, con lo cual se verifica que al desplazarse el palpador 1 mm, la aguja indicadora da una vuelta entera. Como que la esfera graduada del reloj está dividida en 100 partes iguales, la apreciación del aparato, o sea, el valor de cada división será: 1 mm 100

= 0,01 mm

La aguja pequeña está movida por una segunda rueda (E) de 100 dien tes que también engrana con el piñón (D) de 10 dientes. Por cada vuelta del piñón la rueda girará 10 dientes (1/10 de vuelta). De esta forma nos indicará sobre la escala milimétrica el número de vueltas que da la aguja mayor, o lo que es lo mismo, el número de mm enteros que se desplaza el palpador. Los resortes (F) y (G) aseguran el contacto del palpador y evitan el jue go entre engranajes respectivamente. El anillo exterior de la caja del reloj comparador lleva dos índices curso res de tolerancia desplazables sobre él, que sirven para graduar los límites admisibles de la medida que se va a verificar. 11

1.2 Comparador de palanca: descripción y funcionamiento El comparador de palanca, denominado generalmente amplificador, basa su funcionamiento en una o varias palancas que son las que transmiten el des plazamiento del palpador a la aguja indicadora. La apreciación de este tipo de instrumentos suele ser de 0,001 mm y la aguja indicadora solamente describe un arco de circunferencia sobre la esca la graduada; siendo su capacidad de medida entre 0,1 y 0,2 mm. En la figura 2.4 vemos un esquema del funcionamiento de un tipo de comparador de palanca. La aguja indicadora (A) va unida a una palanca (B) que se apoya entre dos puntos no alineados. Uno de estos puntos de apoyo (C) va solidario a la varilla del palpador y el otro (D) al cuerpo. El resorte (E) asegura el contacto de la palanca con los puntos de apoyo y el del palpador con la pieza. Fig. 2.4

A través de la semejanza de los triángulos OAB y OCD (fig. 2.5) se demuestra la amplificación que se efectuará, ya que: OA

AB

CD

OC

1.3 Otros tipos de comparadores Son muchos y variados los tipos de comparadores que se fabrican, con unas diferencias, más o menos notables, ya sea en su apreciación, en su principio de funcionamiento, en su forma, en el sistema de amplificación, etc. El expli car con detalle cada uno de ellos nos llevaría a un campo muy extenso. De ahí que, exceptuando los dos tipos que se han visto anteriormente, sólo vamos a revisar brevemente los restantes tipos citados en la clasificación y que por sus características resultan de más interés.

Fig. 2.5

Comp aradores de palanca y engranajes. El funcionamiento se basa en una combinación de palancas y engranajes para proporcionar el movimiento de la aguja indicadora. Un modelo muy utilizado es el de la figura 2.6, cuyo detalle interior vemos en la figura 2.7.

Fig. 2.4 Esquema de un comparador de  palanca. Fig. 2.5 Demostración teórica del funcio namiento del amplificador. Fig. 2.6 Comparador  de palancas y  engranajes. Fig. 2.7 Detalle interior de un compara dor de palancas y engranajes. 12

Fig. 2.6

En este comparador, el movimiento de la varilla del palpador no es ver tical, sino que tiene un movimiento de giro alrededor del eje sobre el que va montado, y esto facilita el palpado lateral. Mikrokator. Es un comparador de gran precisión con apreciaciones que llegan a ser de 0,000 001 mm (fig. 2.8). Su funcionamiento se basa en

FUNCIONAMIENTO

Fig. 2.8 Mikrokator. Fig. 2.9 Detalle del funcionamiento del  Mikrokator.

y la aguja de lectura sobre la escale

Fig. 2.10 Principio del funcionamiento de un comparador óptico.

estira la cinta torcida a la palanca angular. Esta

Fig. 2.11

Comparador neumático.

Fig. 2.12 Principio del funcionamiento del comparador neumático. Fig. 2.13 Comparador electrónico.

La desviación de la medida actúa sobre Fig. 2.9

una palanca angular que estira a una cinta torcida sobre la que va la aguja indicadora tal como se ve en la figura 2.9. Comparadores ópticos. En estos comparadores la amplificación se produce por medio de un índice que se refleja sobre un espejo, el cual gira sobre un eje al desplazarse el palpador (fig. 2.10). La imagen queda entonces reflejada en una escala graduada. Son también aparatos de gran precisión, ya que alcanzan apreciaciones de 0,1 mieras.

Comparadores neumáticos.  Basan su funcionamiento en la variación de la presión que se produce en una cámara en la que entra aire por un orifi cio y sale por otro situado en el palpador (fig. 2.11). La separación de este orificio con la pieza a comprobar o con la cala es lo que hace variar la presión, variación que puede apreciarse en un manómetro (fig. 2.12). Son muy utiliza dos en verificaciones combinadas y en serie.

Fig. 2.11

Comparadores electrónicos. Generalmente constan de dos partes: un palpador y una caja de lectura (fig. 2.13). El palpador es parecido al normal, si bien en su interior lleva un meca nismo que transforma el desplazamiento en una señal eléctrica; normalmen-

Fig. 2.13

13

te es una célula fotoeléctrica activada por un rayo luminoso regulable por el palpador. La pequeña señal eléctrica es amplificada para así poder mover la aguja del aparato de lectura. El aparato de lectura es una caja con un voltímetro de corriente conti nua y una escala graduada en milésimas. Tiene una toma de corriente para red normal, un dial de puesta a cero y otro de cambio de escala para aumen tar su precisión hasta 0,1 ó 0,01 mieras.

2. CALAS: DESCRIPCIÓN Y APLICACIONES Para la contrastación de los instrumentos de medida o para la comparación de piezas con el reloj comparador se hace necesaria la utilización de unos patrones adecuados de gran exactitud en su medida. Según su forma, los patrones pueden ser: cilindricos, cónicos y prismá ticos. Los patrones cilindricos  (fig. 2.14), se emplean especialmente para la contrastación de micrómetros, tanto de exteriores como de interiores. Tienen una medida fija de gran exactitud denominada cota nominal. Los patrones cónicos  (fig. 2.15), son utilizados en la contrastación de agujeros o ejes cónicos. Al igual que los anteriores tienen unas dimensiones fijas y muy precisas en el cono. Los patrones prismáticos (fig. 2.16), conocidos con el nombre de blo ques patrón o calas Johansson, nombre que proviene del ingeniero sueco que los inventó, son los empleados con más frecuencia.

Fig. 2.15

Fig. 2.16

Estos bloques son paralelepípedos de acero templado y rectificado, con dos superficies opuestas perfectamente planeadas y un pulido de extremada precisión. Fig. 2.14 Patrones cilindricos. Fig. 2.15 Patrones cónicos. Fig. 2.16 Patrones prismáticos o catas  Johansson. 14

Su construcción requiere unos tratamientos especiales para eliminar las tensiones originadas durante el mecanizado y el temple y que con el paso del tiempo podrían repercutir en variaciones de longitud y deformaciones. La distancia entre las dos caras planeadas es una medida fija que cons tituye la cota nominal.

La cota nominal, así como la marca del fabricante, van grabadas en una de las superficies secundarias.

Fig. 2.17 Estuche con juego de calas.

Las calas van en juegos compuestos de varias piezas de diferentes medidas en un estuche apropiado (fig. 2.17), siendo la cota nominal mínima de 1,000 5 mm.

Fig. 2.17

En la tabla I puede verse una relación de los diversos juegos de calas Johansson en la que constan los distintos grados de precisión de los mismos, así como el número de piezas y su distribución en los distintos escalonamientos de cotas nominales. TABLA I. Intervalo en mm

1,0

O o o

Serle

Juego

0.001 0.001

   5    0    0  .    1

O rS

1 .0 0 5 Grado de precisión - AA

A

B C

0.1

0.01

in

0 .5

1

10

25

50 100

0 ,5 1 0,5 o

1

11

20

25

125 2 50 4 00

1 .4 9 0 .9 0 1 .9 0

9.5 2 4 . 5

g

24

100

100

2 0 0 3 00 5 0 0

49

19 29 1

4

49

19 29 1

4

49

19 29 1

4

0.41

1.01

Í.0 1 0 ,3 0

0 .4 9

1 .0 9

1:10

Nú mero

w

M 1

112 1

9

1

M 1

111

9

M 2

103

M 3

88

9

49

19

1

9

M 3

87

9

49

19

1

M 5

76 1

1

49

19

1

9 3

3

(20-40)

(50-100)

M 6

47

1

M 7

41

M 7T

46

M 8Q

33

M 11

17

M 23

9

M 29

8

4

9

9

1

9

9

9

9

1

9

9

9

9

1

9

9

9

9

1

9

4

1 1

9

7

14 4 (20, 30, 60, 100)

(20, 30, 60, 100)

9 2

2 2 15

Con estos juegos, las posibilidades de medida son grandes, ya que uniendo varias piezas entre sí podemos componer, en la mayoría de los casos, cualquier medida. Al hacer la composición de una medida debe procurarse siempre que intervengan el menor número posible de calas y empezando por elegir la que nos determine la última cifra decimal. En orden creciente se van uniendo seguidamente todas las restantes hasta completar el valor total que se desea obtener. Ejemplo: Determinar las calas que emplearíamos para componer la medida 69,287 mm. Solución: 1 1 1 1 1

cala de 1,007 cala de 1,02 cala de 1,8 cala de 16,— cala de 50,—

mm mm mm mm mm

69,287 mm La unión de las distintas calas entre sí se hace, después de dejar com pletamente limpias las dos superficies que han de estar en contacto, median te un ligero movimiento de cabeceo al deslizar una cala sobre la otra (fig. 2.18). El acoplamiento es más seguro cuanto mayor es el grado de precisión de los bloques. De la misma depende la aplicación de las calas.

Fig. 2.18 Forma de ¡untar dos calas. Fig. 2.19 Soporte o montura para colo cación de calas.

Fig. 2.18

En la tabla I vemos que se fabrican calas con distintos grados de preci sión: AA, A, B, C y W. Su empleo es el siguiente: Grado de precisión AA: Calas empleadas exclusivamente en el labora torio de metrología. Debido a que son las de más alto grado de perfección, se utilizan para la verificación de instrumentos de gran precisión. Grado de precisión A: Se utilizan en la comprobación de instrumentos de precisión media, como pueden ser los micrómetros, calibres de herradura, etc. Grado de precisión B: Estas calas se emplean para efectuar medicio nes directas, ya que, dispuestas adecuadamente en unos soportes especial mente concebidos para esta finalidad (fig. 2.19), pueden hacer la función de un calibre. Se utilizan asimismo en las mediciones por comparación. Grado de precisión C: Calas utilizadas en el taller para mediciones de piezas por comparación y como elementos de medición fija y directa (pieza

C-12). Acoplándolas en un soporte especial y acompañadas de unos bloques en forma de punta de trazar {fig. 2.20), pueden utilizarse asimismo en traza dos de precisión. Grado de precisión W: Son las de menor calidad y consecuentemente su utilidad se circunscribe a trabajos de control y centraje en máquinas herra mientas, topes, apoyos, etc. Fig. 2.20

3. CALIBRES 3.1 Generalidades Los calibres de tolerancia son unos instrumentos que sirven para verificar si una determinada dimensión de una pieza está dentro de los límites de tole rancia, o sea, comprobar si esta dimensión está comprendida entre las cotas máxima y mínima admisibles. Veamos, por medio de un ejemplo, el fundamento para la utilización de los calibres de tolerancia: Supongamos un eje cilindrico cuya acotación viene dada por la expre sión 0 16 g6 y que corresponde a una tolerancia de i? 7 mieras; ello significa que la cota máxima admisible será de 15,994 y la mínima de 15,983 mm (fig. 2.21). En consecuencia, diremos que toda pieza cuyo diámetro esté comprendido entre estas dos dimensiones, es admisible.

Fig. 2.20 Bloques para trazado. Fig. 2.21

Límites de tolerancia.

Fig. 2.21

Utilizando un calibre como se ve en la figura, cuyas bocas llamadas "pasa" y "no pasa" tienen unas medidas fijas de 15,994 y 15,983 mm res pectivamente; hacemos una comprobación con el lado pasa, y si entra con suavidad, significará que la pieza tiene una dimensión inferior a 15,994 mm. Seguidamente comprobaremos con el lado "no pasa", y si no entra, será que la dimensión es superior a 15,983 mm y, por tanto, la pieza tendrá una medi da admisible entre los límites de tolerancia. De este ejemplo sacamos como conclusión que los calibres de toleran cia no nos dan la medida de la pieza, resultando su utilización un sistema muy práctico y rápido de verificación de piezas, especialmente para grandes cantidades.

3.2 Tipos de calibres: aplicaciones Los calibres de tolerancia, conocidos por el nombre de calibres "pasa" y "no pasa", según la pieza a comprobar, se clasifican de la siguiente manera: Calibres para agujeros

Planos Prismáticos De varillas

Calibres para ejes

De herradura De anillo

Calibres para roscas

Tampón para roscas interiores De anillos para roscas exteriores De herradura para roscas exteriores 17

Calibres tampón (fig. 2.22). Se utilizan en la verificación de agujeros hasta 100 mm de diámetro. Constan de un cuerpo central, generalmente cilindrico, con una superfi cie plana en la cual va grabado el diámetro nominal, la posición y calidad de la tolerancia, así como los límites de la misma. A ambos lados del cuerpo central que sirve de empuñadura, hay dos cuellos y, a continuación, dos cilindros que son los que hacen de calibres. A simple vista se distingue el lado "no pasa" por tener la longitud del cilindro menor que la del lado "pasa" y además porque en su cuello lleva una pequeña garganta pintada de color rojo.

Fig. 2.22

Calibres planos (fig. 2.23). Empleados para agujeros cuyos diámetros están comprendidos entre 100 y 250 mm. Fig. 2.23

Su cuerpo, montado en el extremo de un mango, tiene forma de prisma rectangular por las caras de contactación formando arco. Estos calibres suelen construirse separadamente, es decir, el calibre correspondiente al lado "pasa" independiente del lado "no pasa", que gene ralmente suele construirse de varilla, siendo éste el que lleva la señal roja de identificación. Otro modelo de calibres planos es el que vemos en la (fig. 2.24). Las superficies de comprobación forman un arco de circunferencia. Calibres prismáticos (fig. 2.25). Se emplean en el control de agujeros o alojamientos de perfiles cuadrado, rectangular o exagonal.

Fig. 2.24

Son prácticamente calibres tampón, variando la forma cilindrica de los extremos por la prismática.

Fig. 2.25

Calibres de va rillas (fig. 2.26). Se utilizan para agujeros de diámetros superiores a 100 mm. Las varillas se construyen por parejas, una para el lado "pasa" y otra para el lado "no pasa" con la correspondiente señal roja de identificación. La parte central constituye la empuñadura y en la superficie lateral de la varilla va grabada la cota nominal y la tolerancia.

Fig. 2.22

Calibre tampón.

Fig. 2.23

Calibre piano.

Fig. 2.24

Calibre piano.

Fig. 2.25

Calibre prismático.

Fig. 2.26

Calibre de varillas.

18

Fig. 2.26

Otra variante de calibres de varillas es la que muestra la figura 2.27. Estos forman una sola unidad, al construirse de forma que las dos varillas "pasa" y "no pasa", van montadas transversalmente a ambos extremos de

un cuerpo que constituye la empuñadura y en el que van grabadas las corres pondientes numeraciones o datos. Calibre s de herradura. Denominados también quijadas o calibres de horquilla. Se emplean en la verificación de ejes y pueden ser de una boca (fig. 2.28) o de dos bocas (fig. 2.29).

Fig. 2.29

Tienen un cuerpo en forma de herradura simple (una boca) o doble (dos bocas) y la separación entre las dos caras paralelas y planeadas que forman los extremos determinan las cotas máxima y mínima. La cota nominal va grabada en el centro de dicho cuerpo. La boca que forma el lado "no pasa" del calibre lleva el escote pintado de rojo para su rápida identificación. En el modelo de una boca (fig. 2.28), llamado calibre progresivo, la mis ma boca dispone del "pasa" y "no pasa" uno a continuación de otro, lo cual es una ventaja porque se consigue una más rápida verificación de las piezas. Calibres de an illos (fig. 2.30). Se emplean para ejes de pequeños diá metros, con la particularidad que en su comprobación no es posible controlar el ovalado de los mismos.

Fig. 2.30

Son dos anillos cilindricos con su parte exterior moleteada para su bue na sujeción, constituyendo los dos agujeros, los calibres "pasa" y "no pasa", respectivamente. Para su fácil identificación, el anillo "pasa" es de mayor longitud. Calibres tampón para roscas (fig. 2.31). Empleados en la verificación de roscas interiores de hasta 30 mm de diámetro.

Fig. 2.27

Calibre de varillas.

Su forma es casi idéntica a los de tampón cilindricos, sólo que en éstos, los dos extremos van roscados.

 p¡gm2.28 boca.

Calibre de herradura de una

La rápida localización del lado "no pasa" nos la proporciona su menor longitud de rosca, además de que lleva la correspondiente garganta pintada de rojo.

 p¡g_ 2.29 bocas.

Calibre de herradura de dos

Se construyen modelos de distintos sistemas de roscas normalizadas, con rosca a derecha o a izquierda y de una o de varias entradas.

F¡g. 2.30

Calibre de anillo.

Fig. 2.31

Calibre tampón para roscas. 19

Calibre de herradura para roscas (fig. 2.32). Sirven para la verificación de roscas exteriores. Tienen forma de herradura y en sus brazos van acoplados dos juegos de rodillos roscados. La comprobación se efectúa por medio de ellos; los dos pri meros forman el "pasa" y los otros dos el "no pasa". Al igual que los de tampón citados anteriormente, se fabrican en los diversos modelos. Calibre de anillos para roscas (fig. 2.33). Utilizados también para la verificación de roscas exteriores. Fig. 2.32

Exteriormente son iguales que los de anillos para ejes, diferenciándose en su interior, ya que llevan roscado, el agujero. Se fabrican en juegos de dos anillos "pasa" y "no pasa" o independien tes (solo "pasa") y, al igual que en los otros calibres de roscas, los hay en los diferentes sistemas y clases de roscas normalizadas. m

4. NORMA S DE USO Y CONSERVACIÓN

Fig. 2.33

Debido a su gran precisión, los aparatos estudiados son sumamente delica dos, por lo que requieren de unos minuciosos cuidados, tanto en su uso como en su conservación, máxime si tenemos en cuenta el elevado precio de muchos de ellos. Estas normas u observaciones las dividiremos en dos grupos: uno para los comparadores y otro para las calas y calibres.

Comparadores.

Fig. 2.32 Calibre de herradura para roscas. Fig. 2.33 Calibre de anillo para roscas.

— Escoger el comparador apropiado al grado de precisión que la pieza a comprobar exige. — Fijar el comparador de forma adecuada en su correspondiente soporte, si las circunstancias así lo exigen, y alinear perpendicularmente el eje con la superficie a comprobar. ~  Antes de hacer la comprobación asegurarse que las superficies estén pulidas y limpias de suciedad. Asimismo, los demás elementos que intervienen en la comprobación (mesa del soporte, pie, superficies de apoyo en máquinas, etc.) deben también estar exentos de suciedad. — Al hacer la verificación procurar que el palpador se apoye suave mente sobre la pieza, evitando movimientos bruscos de la varilla. — No es conveniente verificar las piezas que estén en movimiento, má xime cuando éste sea rápido. — Evítense los golpes, especialmente en la varilla del palpador. — Una vez que se ha utilizado, se limpiará con cuidado y se guardará en un estuche adecuado para protegerlo del polvo y la humedad. — No engrasar nunca el aparato porque ello facilitaría la adherencia de polvo.

Calas y calibres. — No tenerlos expuestos ni al polvo ni al sol. — Evítense los roces con las herramientas de trabajo y procurar que no se caigan al suelo. — Apoyarlos siempre en superficies lisas y blandas. — Evitar el contacto de las manos en las superficies de medida. — La temperatura de medición será de unos 20° C. — Protegerlos de la humedad. — Una vez utilizados, limpiarlos bien con una gamuza limpia y antes de guardarlos, protegerlos con una ligera capa de vaselina neutra. — Las calas no deben nunca dejarse adheridas durante mucho tiempo, pues se corre el peligro de que queden soldadas. 20

Tema 3. Trazado al aire

OBJETIVOS — Conocer la finalidad del trazado al aire. — Aplica ción y manejo de los distintos instrumentos en el trazado al aire. — Ad quirir los conocimientos necesarios para efectuar correctamente cual quier tipo de trazado.

PRÁCTICAS BÁSICAS DEL TEMA D-4, D-5 Trazado por coordenadas con las dos piezas montadas.

CUESTIONARIO TEÓRICO 1. Trazado al aire: su objeto 2. Útiles e instrumentos de trazado al aire 3. Técnica de la operación de trazado al aire 3.1 Trazado por coordenadas 3.2 Trazado de centros de una pieza excéntrica

FICHA GUÍA Con los conocimientos adquiridos a través de la práctica y del tema expuesto, trata de buscar solución a las cuestiones expuestas a continuación: 1. Entre los gramiles de vástago fijo y orientable existen ciertas diferencias, ya en su forma o en su funcionamiento. Analiza estas diferencias y halla las ventajas o inconvenientes de cada uno. 2. El objeto del mármol de comprobación es el de verificar la planitud de las piezas, y el del mármol de trazado es el de apoyar las piezas, los calzos y el gramil en el trazado al aire, etc. Ahora bien, en caso de necesidad, ¿serviría el prime ro para el trazado? ¿Y el segundo para la verificación de planitudes? ¿Por qué? 3. La utilidad de las cuñas y de los gatos es la misma: servir de apoyo a piezas de forma complicada. Siendo así, ¿por qué crees que existen estos dos útiles y no utilizamos uno de ellos solamente? 4. Tam bién entre las escuadras, mesas y cubos de trazar existe una analogía, que es concretamente la de poder sujetar piezas para ser trazadas. No obstante, tienen otras funciones, de ahí su diferencia, que repercuten en sus posibilida des de acción y aplicación. ¿En qué crees que radican concretamente estas diferencias de cada útil? 5. En el ejemplo del libro vemos el trazado por coordenadas de las piezas D-4 y D-5 montadas. Haz un detenido estudio del conjunto y determina: a) Instrumentos y útiles que te serán necesarios para efectuar el trazado por medio de planos de referencia. b) Planos de referencia necesarios. c) Planos secundarios que se precisan. 21

Desarrollo del tema 1. TRAZ ADO AL AIRE : SU OBJETO En muchos trabajos de mecanizado de piezas se precisa, con anterioridad, reproducir total o parcialmente el contorno o la forma de las mismas, los ejes de simetría, los ejes de agujeros, etc. A esta operación se la denomina traza do y solamente se realiza en aquellos casos en que los trabajos son unitarios o de pequeñas series y siempre que las características de forma de la pieza así lo requiera. Los objetivos de la operación de trazado son los siguientes: — Orientar y guiar al operario en el desbaste de una pieza. — Obtener, por medio de los correspondientes ejes, los centros de los agujeros. — Comprobar que del material en bruto podrá salir la pieza definitiva. — Facilitar el centrado y posicionado de piezas en las máquinas herra mientas. El trazado puede ser de dos clases: — Trazado plano — Trazado al aire Trazado plano  es aquel que se realiza sobre una sola superficie (fig. 3.1). Trazado al aire es el que se efectúa sobre diferentes superficies de una pieza, o sea, dicho de otro modo, el que puede hacerse en las tres dimensio nes (fig. 3.2).

Fig. 3.1 Trazado plano. Fig. 3.2 Trazado al aire. Fig. 3.3 Instumentos elementales de tra  zado.

Fig. 3.2

El primero de los dos, así como los instrumentos elementales, se trata ron con detalle en el Curso 1.°, por lo cual, en el presente tema solamente se estudiará el segundo tipo de trazado, así como los restantes útiles e instru mentos propios de éste.

2. INSTR UME NTO S Y ÚTILES DE TRAZADO AL AIRE

Fig.3.3 22

Además de los instrumentos elementales de trazado (punta de trazar, gráne te, compás de puntas, reglas y escuadras, figura 3.3) vistos en el curso ante rior, se utilizan para el trazado al aire los siguientes instrumentos y útiles: — Gramil — Mármol — Calzos — Cuñas y gatos — Escuadras — Cubos — Mesas — Aparatos divisores

E l gramil. Es el principal instrumento de trazado al aire. Sirve para tra zar líneas paralelas entre sí y a la superficie de apoyo a cualquier distancia. En ocasiones se utiliza también el gramil como instrumento de verifica ción, en la comprobación de paralelismo y en el centrado de piezas en máqui nas herramientas. Constan de una base (1) perfectamente planeada en su cara de apoyo. Esta lleva en algunos tipos un rebaje longitudinal en forma de V para poder así apoyarlo mejor en ejes o superficies cilindricas (fig. 3.4). Sobre dicha base se levanta un vástago vertical (2) que puede ser fijo o inclinable, por el cual se desliza una corredera (3) portadora de la punta de trazar (4). Los tornillos de fijación (5 y 6) sirven para orientar y fijar respecti vamente al vástago y a la punta de trazar. Los tipos de gramiles que tienen el vástago fijo, suelen llevarlo general mente graduado (fig. 3.5), con lo cual resultan de mayor precisión, ya que puede ajustarse la punta de trazar a la altura y posición conveniente con bas tante exactitud. E l márm ol de trazado. Sirve de apoyo de las piezas y de los instrumen tos y útiles de trazado (fig. 3.6).

Fig. 3.6

Su forma es parecida a la de los mármoles de comprobación, con la diferencia de que son de mayor tamaño y especialmente porque no tienen tan bien acabada y aplanada la superficie de apoyo, soliendo llevar pequeñas ranuras cruzadas y equidistantes para evitar deslizamientos de las piezas, del gramil, etc. Para que el trazado resulte perfecto es indispensable que el mármol se halle bien asentado y nivelado. Los calzos. Son unas piezas de fundición de forma prismática con uno o varios rebajes en forma de V y sirven para apoyar piezas de forma cilindrica (fig. 3.7).

Las cuñas y los gatos. Se utilizan como útiles de apoyo de piezas que, debido a sus formas irregulares, son difíciles o imposibles de apoyar directa mente en el mármol. Las cuñas son unas piezas prismáticas (van en juegos de a 2), que superpuestas pueden darnos, según su posición, distintas alturas (fig. 3.8).

Fig. 3.9

Fig. 3.8

Los gatos son de formas y tipos variables. El más sencillo y el de más uso en el trazado al aire está formado por una base en la cual va roscado un eje terminado en una pequeña plataforma orientable por el sistema de rótula (fig. 3.9). En líneas generales, los gatos se utilizan para alturas mayores que las cuñas. Las escu adras de trazar. Son unos útiles auxiliares del mármol para facilitar la operación de trazado. Son de fundición y están formadas por dos superficies en ángulo recto que llevan unas ranuras para posibilitar la sujeción de piezas por medio de bridas (fig. 3.10). Pueden ser fijas u orientables.

Los cubos. Sirven para facilitar el trazado en el mármol. Son de fundi ción y tienen forma de exaedro o cubo, llevando en sus caras unas ranuras y agujeros para la sujeción o embridado de piezas (fig. 3.11).

Fig. 3.8 Cuñas. Fig. 3.9

Gato.

Fig. 3.10 Escuadras de trazar: a) fija; b) orientable. Fig. 3.11 24

Cubo de trazar.

Las m esas de trazar. Al igual que las escuadras y los cubos, facilitan la operación de trazado en el mármol. Están formadas por una plataforma de fundición que apoyada en un soporte orientable, puede girarse en distintas posiciones. Dicha plataforma lleva unas ranuras que posibilitan el embridado de las piezas a trazar (fig. 3.12). Los aparatos divisores. (Se estudian detalladamente en el tema de la fresadora.) Sirven para el trazado de líneas equidistantes o bien formando án gulos determinados, ya que con estos aparatos podemos girar la pieza sobre su eje el ángulo que se desee con gran exactitud (fig. 3.13).

Fig. 3.13

3. TÉCNICA DE LA OPERACIÓN DE TRAZADO AL AIRE Para la realización de un preciso trazado al aire es indispensable la previa determinación de las superficies de la pieza que nos han de servir de re ferencia. Estas superficies, denominadas planos de referencia, se eligen después de un estudio de las características de la pieza, así como de su utilización. Vienen determinados por dos superficies de posicionado y por el plano de simetría de la pieza, siendo generalmente perpendiculares entre sí (fig. 3.14).

Fig. 3.12 Mesa de trazar. Fig. 3.13 Aparato divisor. Fig. 3.14 Pianos de referencia.

Fig. 3.14

De esta manera, todas las líneas que se tracen estarán contenidas en planos secundarios paralelos a sus respectivos planos de referencia. El proceso a seguir para el trazado al aire de una pieza podemos verlo a través de la que ilustra las figuras 3.15, 3.16 y 3.17. Para ello utilizaremos el gramil, apoyándolo en el mármol al igual que la pieza, con la ayuda de cuñas, gatos, escuadras, etc., según sean necesarios para facilitar un apoyo correcto. Entonces el orden de operaciones será el siguiente: 25

1) Determinación del plano de referencia principal PR por medio gramil y, a continuación, los restantes planos secundarios PS, y PS2, tenien do muy en cuenta al trazar el plano principal PR, el procurar que las alturas hasta los referidos planos secundarios los hagan coincidir aproximadamente en el centro de los muñones (fig. 3.15).

2) Determinación del segundo plano de referencia PR' que, por re general, será perpendicular con el plano de referencia principal PR. Seguida mente se trazan los restantes planos secundarios PS,' y, PS2' a las alturas correspondientes. Es de notar que para realizar esta segunda operación ha sido necesario girar la pieza 90° para que los dos planos de referencia sean perpendiculares entre sí (fig. 3.16).

Fig. 3.15 Determinación de PR y pianos secundarios PS: y PS2. Fig. 3.16 Determinación de PR' y pianos secundarios P S y PS¿ Fig. 3.17 Determinación de PR " ypianos secundarios PS\' y PS2.

3) Nuevo giro de 90°, pero esta vez en distinto sentido al anterior, p determinar el tercer plano de referencia PR" perpendicular, por tanto, a los otros dos y que coincide con el plano de simetría de la pieza. Paralelos a éste y a las distancias correspondientes se trazan los planos secundarios PS,” y PS2" (fig. 3.17).

Estas operaciones teóricas son difíciles de realizar en la practica por lo que, para facilitar este trazado, se suele mecanizar previamente la superficie correspondiente al plano principal de referencia PR y de esta forma se consi gue un apoyo perfecto de la pieza en el mármol, escuadra, cubo, etc. En la figura 3,18 vemos como se simplifica la operación de trazado de la pieza anterior al poderla coger bien orientada en un cubo de trazado, ya que, con un simple cambio de posición del cubo, la pieza nos queda perfecta mente situada para la siguiente operación. 26

Así vemos que para trazar los planos correspondientes a los ejes de los agujeros, es necesario, por regla general, hacerlo siempre en la cara opuesta a la de referencia.

Fig. 3.18

3.1 Trazado por coordenadas Cuando en una pieza deben efectuarse trazados angulares se utilizan las mesas orientables o bien se procede trazando las coordenadas en los distin tos puntos. En la figura 3.19 vemos un ejemplo práctico de aplicación de este pro cedimiento de trazado. Colocando la pieza bien orientada en un cubo de trazar, marcaríamos con el gramil las dos trazas con las correspondientes ordenadas de cada una (y- y^Girando la posición del cubo en 90° marcaremos dos nuevas trazas con sus abcisas correspondientes (x, x,). El cruce de y con x y el de y, con x, nos determinarán los dos centros respectivos.

Fig. 3.18 Trazado al aire con el cubo. Fig. 3.19 Trazado por coordenadas.

27 

3.2 Trazado de centros de una pieza excéntrica Es un caso particular y muy corriente en el cual debe aplicarse el trazado al aire. El orden de operaciones a seguir sería el siguiente (fig. 3.20):

Fig. 3.20 Trazado de centros de una  excéntrica.

a) Determinación de un diámetro por medio de la escuadra de centros. b) Con la pieza apoyada en los calzos se pasa este diámetro a la cara opuesta por medio del gramil. c) Se gira la pieza 90° (puede comprobarse con una escuadra) y se trazan en ambas caras los respectivos diámetros perpendiculares a los antenores. d) Trazaremos una paralela a uno de los diámetros a una distancia igual a la excentricidad de la pieza y seguidamente se pasa a la segunda cara, con lo cual habremos conseguido un centro. e) Si la pieza lleva 2 centros, giraremos la pieza 180° para marcar segundo. Si los centros han de ser 4 se efectuarán sucesivamente tres giros de 90°. Si el número de centros es distinto a los mencionados o bien si éstos no son equidistantes, será necesario trazar cada uno de los ejes en su corres pondiente posición, pudiéndose también conseguir por medio de una circun ferencia auxiliar trazada con el compás de puntas.

28

Te m a 4. Herram ientas de corte OBJETIVOS: — Conocer los materiales empleados en las herramientas de corte. — Conocer la finalidad de las diferentes clases de herramientas de corte. — Comprender la aplicación en la práctica según sus formas o clases de material. — Distinguir las superficies y ángulos característicos de una herramienta de corte. — Conocer la designación normalizada de las diferentes herramientas de corte.

PRÁCTICAS BÁSICAS DEL TEMA B-8

Utilización de cuchillas de: cilindrado exterior, interior, refrentar y ranurar. D-6 Utilización de cuchillas de limadora. C-12 Utilización de fresas de planear y ranurar.

CUESTIONARIO TEÓRICO 1. Generalidades 2. Materiales para herramientas 2.1 Ace ros al carbono 2.2 Aceros aleados 2.3 Aceros rápidos 2.4 Aleaciones no ferrosas 2.5 Metales duros 2.6 Cerámica de corte 2.7 Diamante 3. Clases de herramientas 3.1 Herramientas de corte único — Geometría del filo — Designación de una herramienta de corte único 3.2 Herramientas de corte múltiple — Geometría del filo — Designación de una herramienta de corte múltiple 4. Construcción de una herramienta de metal duro

FICHA GUÍA A través de la experiencia adquirida en el uso de las diferentes herramientas de corte y con la ayuda de la información teórica incluida en el tema que nos ocupa, deduce los puntos siguientes: 1. Al tener que mecanizar la pieza B-8 necesitarás varias herramientas de corte; ahora bien, ¿con qué designación ISO las pedirías al almacén, suponiendo que todas ellas han de ser de metal duro? 2. Las herramientas de metal duro se presentan al mercado con tres colores, distintivos del grado de calidad: azul, ama rillo y rojo. ¿Qué color escogerías respectivamente para mecanizar las piezas B-6, A-4 y D-16? 3. Dentro de cada grupo de colores de ios mencionados no todas las herramientas tienen la misma dureza ni la misma tenacidad; así, ¿qué número escogerías para trabajar piezas de F-112 y F-522 respectivamente? 4. De entre los materiales que se emplean en la fabricación de las herramientas de corte hay algunos que no admiten el temple. ¿Cuáles son? 5. Las aleaciones no ferrosas, el metal duro, las cerámicas de corte y el diamante tienen una característica muy acusa da que se da en todos ellos. ¿Cuál crees que es? 6. Al afilar una herramienta de corte durante el proceso de trabajo, ¿qué consecuencias puede traer consigo el modifi car el ángulo de desprendimiento? 7. Para mecanizar la pieza C-8 necesitas de una fresa frontal. ¿Qué designación normalizada darías al almacenista para su identificación? 29

Desarrollo del tema 1. HERRAMIENTAS DE CORTE: GENERALIDADES Para modificar la forma de una pieza en las máquinas herramientas, median te el arranque de la masa metálica, se emplea un órgano de forma especial mente concebida llamado herramienta. Las máquinas herramientas que estudiaremos en este texto arrancan el material por los procedimientos siguientes: — Por medio de cuchillas — Por medio de abrasivos El material arrancado por medio de cuchillas tiene forma de tiras conti nuas o discontinuas, denominadas virutas; en cambio, el obtenido por medio de abrasivos se separa en forma de partículas y la herramienta empleada se llama muela. En este tema estudiaremos solamente el arranque de material por medio de cuchillas, analizando los materiales de que se fabrican, clases, for mas y ángulos característicos de las mismas, dejando para otro tema el estu dio de las muelas. El buen rendimiento de las máquinas herramientas, depende, entre otros factores, de la calidad del material de la herramienta y de las condicio nes de corte de las mismas, por lo cual, es conveniente que el material posea una gran tenacidad para resistir los esfuerzos que se originan durante el tra bajo, y que tenga un elevado poder cortante, o sea, dureza.

2. MATERIALES PARA HERRAMIENTAS Son varios y de distintas características los materiales utilizados en la fabri cación de las herramientas de corte, de los que distinguimos los siguientes: — Aceros al carbono — Metales duros — Aceros aleados — Cerámicas de corte — Aceros rápidos — Diamante — Aleaciones no ferrosas

2.1 Aceros al carbono El contenido de carbono de estos aceros oscila entre el 0,5 y el 1,4 %. Ade más llevan pequeñas cantidades de manganeso y silicio. Las temperaturas de temple oscilan entre 770° C y 825° C y el reveni do se efectúa entre 150° C y 400° C. Los aceros al carbono para herramientas pertenecen al Grupo F-510 de la tabla de calidades normalizadas por el Instituto del Hierro y del Acero (I.H.A.) (tabla I). TABLA I I.H.A. F-511

%C 0,5-0,6

% Mn 0,25-0,6

% Si 0,1-0,25

Aplicaciones Herramientas agrícolas

F-512

0,6-0,7

0,25-0,6

0,1-0,25

Cinceles, tijeras, hachas, martillos

F-513

0,7-0,8

0,25-0,6

0,1-0,25

F-514 i F-515

0,8-0,9

0,25-0,6

0,1-0,25

0,9-1

0,25-0,6

0,1-0,15

F-516 F-517

1-1,2 1,2-1,4

0,25-0,6

0,1-0,15

0,25-0,6

0,20,3

Cuchillas, herramientas madera, navajas Matrices, punzones, herramien tas de choque Machos de roscar, brocas finas, troqueles y sierras Brocas, fresas y terrajas Limas, herramientas torno, piezas

TABLA II

I.H.A.

%C

% Mn

% Si

% Cr

F-521

1,6-2

0,2-0,4

0,15-0,3

11,5-13

F-522

0,9-1

1-1,2

0,15-0,3

0,4-0,6

F-523

0,85-1,05

0,25-0,6

0,15-0,3

1,3-1,6

F-524

0,45-0,55

0,25-0,35

0,9-1,1

0,75-1

F-525 F-526

0,3-0,4 0,3-0,4

0,25-0,35 0,2-0,4

0,9-1,1 0,15-0,3

0,5-0,7 2,5-3

F-527 F-528

0,3-0,4 0,4-0,5

0,20,4 0,20,4

0,9-1,1 0,15-0,3

1-2 0,6-0,75

%W ó V

Temple °C

Revenido °C

925-975

200-300

780-800

200-300

W=0,5

850-875

150-250

W=1,8-2,2

860-880

200-300

W= 1,8-2,2 W = 9,5-10,5 V = 0,2-0,5 W=3,75-4,25

900-920 1100-1150

200-400 500-600

1050 850-875

500-600 500-600

Aplicaciones Matrices en frfo , cuchillas de cizalla, peines de roscar, calibres, hileras. Machos para terrajas, fresas, escariadores Matrices en frfo para mo nedas, cubiertos, piezas autom óvil, brocas, hileras, escariadores Herramientas de choque Herramientas de martilla do y estampación Buterolas, punzones, bu  riles Estampación en caliente Estampación en callente

Ni

1,3-1,7 F-529

0,5-0,6

0,6-0,9

0,2-0,5

820

550-600

Estampación en callente, cortafríos

W = 3,5-4,5

800-850

200-300

Herramientas de corte para torno, matrices, hileras

W = 0,9-1,1

780-800

150-225

Brocas, fresas, escaria dores, terrajas

0,5-1

F-531

1,25-1,5

0,2-0,4

0,15-0,3

F-532

1,1-1,2

0,2-0,4

0,15-0,3

F-533

1,15-1,3

0,2-0,4

0,15-0,3

0,5-1

V =0,4-0,6

780-800

150-225

Limas

F-534

0,65-0,75

0,2-0,4

0,15-0,3

3,5-4,5

W = 9-11

1150-1175

450-500

Herramientas de corte para torno

F-535

0,3-0,4

0,2-0,6

0,15-0,3

13-14

900-950

150-225

Cuchillería

0,4-0,6

2.2 Aceros aleados Forman los grupos F-520 y F-530 según norma del I.H.A. Sus características son variables según la composición, por lo que no puede darse una norma concreta sobre ellas (tabla II).

2.3 Aceros rápidos Pertenecen al grupo F-550 según el I.H.A. Contienen cantidades variables de carbono, manganeso, silicio, cromo y níquel. Las características principales de estos aceros son la dureza y el filo cortante en caliente, pudiendo alcanzar durante el trabajo temperaturas de 500° C a 600° C. Las velocidades de corte desarrolladas por una herramienta de acero rápido son muy superiores a las obtenidas por herramientas de acero al car bono (tabla III). Las temperaturas de temple de estos aceros varían entre los 1200° C y los 1320° C y las de revenido entre 525° C y 570° C.

2.4 Aleaciones no ferrosas Estos materiales, conocidos también por el nombre de estelitas, son aleacioI.H.A.

%C

% Mn

% Si ó Co

% Cr

%W

%V

Aplicaciones

F-551

0,65-0,75

0,2-0,4

0,2-0,4

3,75-4,25

13-15

1-1,25

Herramientas de torno, aceros hasta 100 Kg/mm2

F-552

0,7-0,8

0,2-0,4

0,2-0,4

4-4,5

17-19

1-1,25

Herramientas de to rno, trabajos pesados

F-553

0,75-0,8

0,2-0,4

0,2-0,4 Co=4-6

4-4,5

17-19

1-1,25 Mo=0,8-1

Herramientas de torno

F-554

0,8-0,85

0,2-0,4

0,20,4 Co=9-11

4-4,5

17-19

1-1,25 Mo=0,8-1

Herramientas no finas ni delicadas. Son las de máximo rendimiento

31

nes de cobalto, cromo, wolframio y otros metales en menor proporción. Los porcentajes aproximados de los distintos componentes son los siguientes: 50 % de cobalto, 30 % de cromo, 16 % de wolframio, 2 % de carbono y canti dades inferiores de hierro, manganeso y silicio. El método de obtención deja s estelitas es por fusión de los componen tes a temperaturas que sobrepasan los 1300° C. El producto resultante es de una gran dureza, que le hace sólo mecanizable por medio de abrasivos; no obstante, pese a que su resistencia es superior a los aceros rápidos, no son muy utilizados debido a su gran fragilidad, habiendo sido desplazados en el mercado por los metales duros. Las aleaciones ferrosas no admiten tratamientos térmicos.

2.5 Metales duros Se fabricaron por primera vez en el año 1926 por la empresa alemana Krupp. Son unas aleaciones a base de carburos de metal, exentas de hierro. Se obtienen al sinterizar una solución sólida de carburos de tungsteno, tántalo y titanio con cobalto que actúa como ligante. Fig. 4.1 Proceso de fabricación del meta! duro.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 32

El proceso de fabricación se puede ver en el esquema que muestra la figura 4.1.

Trióxido de tungsteno (W03) en polvo, obtenido de mine rales de tungsteno, p. ej., de scheelita o wolframita Reducción de óxido de tungsteno a unos 800° C median te hidrógeno Tungsteno (W), en polvo Carbono (C), en polvo Mezclado del tungsteno y carbono Carburación de la mezcla de tungsteno y carbono en pol vo a alta temperatura (unos 1500° C) Carburo de tungsteno (WC), en polvo Cobalto (Co), en  polvo Molienda y mezclado de los componentes en molinos de bolas Prensado de la mezcla Sinterizado previo de la pieza prensada a unos 750° C

12 13 14 A-F

A B C D E F

Pieza mecanizada Sinterizado final a unos 1500° C Placa de corte de metal duro Para que algunas calidades de metal duro adquieran determinadas propiedades se añaden, como componen tes adicionales, carburos -de titanio (TiC) o de tántalo (TaC) Dióxido de titanio (Ti02), en polvo Carbono (C), en polvo Mezclado del dióxido de titanio y carbono Carburación de la mezcla de dióxido de titanio y carbono en polvo a alta temperatura (unos 1800° C) Carburo de titanio (TiC), en polvo Carburo de tántalo (TaC), en polvo

Kg/mm ^

El metal duro se distingue por su gran dureza y su resistencia al calor, permitiendo trabajar a elevadas velocidades de corte sin perder el filo, aun a temperaturas superiores a los 800° C. En el gráfico de la figura 4.2 podemos comparar la diferencia de la resistencia al calor entre el metal duro y los ace ros rápidos.

2000

El metal duro no se templa, adquiriendo la dureza mediante la sinterización, fase del proceso de fabricación en la que se produce la cocción de las pastillas en hornos de vacío calentados por inducción a temperaturas del orden de los 1500° C.

•c 1000

Su inconveniente principal es su fragilidad, pese a que el cobalto aumenta su tenacidad, debiéndose tener cuidado en que no reciban golpes y evitar las vibraciones en el trabajo, ya que son las causas generales de rotu ras en las aristas de corte. La Organización Internacional de Normalización ISO, estableció tres grupos principales para el mecanizado de los metales, a los que distinguió por medio de colores y letras, además, cada grupo lleva unos números que designan la calidad de las herramientas. Estos números que siguen a las letras correspondientes a cada grupo, hacen referencia a la tenacidad y a la dureza de la plaquita de metal duro. Las dos propiedades citadas aumentan en el sentido de las flechas que aparecen en la tabla IV, o sea, que a menor número le corresponde menor tenacidad y mayor dureza y, a mayor número, le corresponde más tenacidad y menor dureza; por tanto, con una plaquita de número pequeño se podrá trabajar con mayor velocidad de corte y pequeña sección de viruta y con número mayor, más sección de viruta y menos veloci dad de corte (tabla IV).

1 1 1 1 1 1 metal duro N. i

1500

X

i X. 1

i X. 1 X. ' >*. 500

 ‘ x acero/rápido s

X

acero de herramien t a s ^ J 250

500

i 750

"* *• "

1000 <

temperatura Fig. 4.2

Fig. 4.2 Gráfica de resistencias ai calor  de distintos materiales.

2.6 Cerámicas de corte Estos materiales para herramientas son óxidos de aluminio (Al20 3) a los que suelen adicionarse otros como el óxido de cromo, el de titanio, etc., los cua les mejoran su resistencia a las altas temperaturas. Su fabricación se hace semejante al proceso seguido para el metal duro, o sea, por sinterización. Su presentación al mercado es en forma de plaqultas, las cuales van soldadas a sus mangos o sujetas por medios mecánicos. TABLA IV GRADO DE CALIDAD

P 01 P 10 P 15 P 20 P 25 P 30 P 40

Q < O O < z

<

N

LU

0C z> o

LU

Q

<

LU

tr D O

Z LU

Q < O O <

N LU

GC D O

Z LU

V

Mecanizado de materiales de viruta larga: acero, fundición maleable, etc.

M 10

< Q O <

N

APLICACIONES

7

M 15

Mecanizado de materiales de viruta larga

M 20

y corta: fundición gris, bronce, etc.

M 40 K 01 K 05 K 10 K 20 K 30 K 40

Mecanizado de materiales de viruta corta: fundición gris, metales no ferrosos, ebonita, etc. 33

Resisten temperaturas por encima de 1200° C sin desafilarse, su dure za es superior a los metales duros, el desgaste de la arista de corte es casi nulo; son sumamente frágiles y su densidad es del orden de 1/3 respecto al metal duro. Las velocidades de corte a emplear son elevadas, permitiendo para la fundición gris unos 400 m/min y el acero hasta 200 m/min. Los materiales no ferrosos se mecanizan también a grandes velocidades de corte. Se consigue un brillante aspecto superficial en las superficies mecani zadas con estas herramientas; no obstante, son muy delicadas, ya que son sumamente frágiles.

2.7 Diamante Se emplea para el acabado de superficies. Va en forma de pastillas montadas en mangos de acero y se mecanizan materiales tales como: cobre y sus alea ciones, aluminio y sus aleaciones, magnesio, ebonita, papel comprimido, etc.; no siendo apropiado para los materiales ferrosos. Debido a su fragilidad, la punta del diamante debe estar redondeada, la profundidad de pasada y avance han de ser muy pequeños, la pasada conti nua y su uso, en máquinas carentes de vibraciones. Fig. 4.3 Aristas y superficies de corte de una cuchilla. Fig. 4.4 Angulos de una cuchilla.

Se trabaja a grandes velocidades de corte y la lubricación se efectúa con aceites solubles y petróleo. Con estas herramientas se obtiene un acabado de alta precisión.

3. CLASES DE HER RAM IENT AS Para el estudio de las herramientas de corte las dividiremos en dos grupos, a saber: — Herramientas de corte único — Herramientas de corte múltiple

3.1 Herramientas de corte único Geometría del filo. Las herramientas de corte único son aquellas en que el arranque del material lo produce una sola arista o filo cortante. Se conocen también con el nombre de cuchillas y se utilizan normalmente en trabajos de torneado y cepillado.

Cuerpo de la herramienta

Superfic ie de corte

 Ar isto princip al de corte Superficie

Fig. 4.3

de

incidencia principo!

La Organización Internacional de Normalización (ISO), tiene estableci da la terminología y designación de estas herramientas, tanto para las provis tas de plaquitas de metal duro como para las de acero rápido. En una herramienta de corte único podemos distinguir diferentes aris tas y superficies de corte, cuya denominación vemos en la figura 4.3. Asimismo, en una herramienta de corte único distinguiremos los siguientes ángulos (fig. 4.4): A. Ángulo de incidencia principal B. Ángulo de corte C. Ángulo de desprendimiento D. Ángulo de inclinación de arista E. Ángulo de incidencia secundario F. Ángulo de punta G. Ángulo de la arista secundaria H. Ángulo de la arista principal Los ángulos A, B y C suman siempre 90°. En las figuras 4.5 y 4.6 vemos los principales tipos de cuchillas de metal duro para torneado y cepillado respectivamente, con las denominacio nes de cada una.

34

DIN 4971 - ISO 1 HERRAMIENTA DE CILINDRAR RECTA

DIN 4972 - ISO 2 HERRAMIENTA DE CILINDRAR ACODADA

DIN 4978 - ISO 3 HERRAMIENTA DE REFRENTAR EN ANGULO

DIN 4976 - ISO 4 HERRAMIENTA DE RANURAR

Fig. 4.5

35

DIN 4977 - ISO 5 HERRAMIENTA DE REFRENTAR

DIN 4980 - ISO 6 HERRAMIENTA DE REFRENTAR EN COSTADO

DIN 4981 - ISO 7 HERRAMIENTA DE TRONZAR

DIN 4973 - ISO 8 HERRAMIENTA DE CILINDRAR INTERIOR

Fig. 4.5

36

DIIM 4974 - ISO 9 HERRAMIENTA DE REFRENTAR EN ANGULO INTERIOR

DIN 4975 - ISO 351 HERRAMIENTA DE CORTE EN PUNTA

ISO 352 HERRAMIENTA DE FILETEAR

ISO 353 HERRAMIENTA DE FILETEAR INTERIOR

r'-i

a

Fig. 4.5

37

ISO 354 HERRAMIENTA DE CAJEAR INTERIOR

HERRAMIENTA DE ACANALAR

Fig. 4.5 Fig. 4.6

HERRAMIENTA DE PLANEAR

HERRAMIENTA DE PLANEAR

38

HERRAMIENTA DE PLANEAR

HERRAMIENTA DE PLANEAR EN ANGULO

HERRAMIENTA DE ACANALAR

Fig. 4.6 Herramientas de corte para cepi llado.

 _____________________

F¡g. 4.6

De signa ción de una herramienta de corte único. En la designación de una herramienta de corte único tienen que figurar los datos siguientes: — Tipo de herramienta (número ISO) — Sentido de corte (derecha (R) o izquierda (L)) — Dimensión del mango (altura en mm del mismo) — Forma del mango (forma de su sección: cuadrada (q), redonda (r) o rectangular (h)) — Calidad del material (P10,*etc.)

3.2 Herramientas de corte múltiple Geo metr ía dei fiio. Son herramientas compuestas de varias aristas o filos de corte que actuán simultáneamente. Pertenecen a este grupo, las bro cas, escariadores, fresas, etc. 39

Las brocas ya se estudiaron en el Curso 1o (LIMA/Tecnología, tema 8) y los escariadores se analizan detenidamente en el tema siguiente, dejando pues para éste el estudio de las fresas. Al igual que en las herramientas de corte único, podemos distinguir en las de corte múltiple las superficies y aristas de corte cuya denominación se expresa en la figura 4.7.

Cuerpo da la fresa Diente Arista de corte periférica Arista de corte lateral Superficie de incidencia principal Superficie de incidencia secundaria Superficie de corte Fig. 4.7

Partiendo de la base que una herramienta de corte múltiple está forma da, en definitiva, por varias cuchillas simples, el análisis de sus ángulos se hace de forma idéntica que en las anteriores, o sea, tomando cada diente de la fresa como una herramienta de corte único. Fig. 4.7 Aristas y superficies de corte de una fresadora. Fig. 4.8 Angulos característicos de una fresa.

Los ángulos característicos de una fresa podemos verlos en la fi gura 4.8. Existen distintos y muy variados tipos de fresas, según el trabajo que tengan que realizar. En la figura 4.9, tenemos un ejemplo de los principales tipos: La aplicación de cada una se podrá ver en el tema correspondiente al fresado. Designa ción de una herramienta de corte múltiple. Si nos ceñimos al caso concreto de las fresas, la designación de las mismas se hace teniendo en cuenta los datos siguientes: — Tipo de fresa (nombre o número de normalización) — Sentido de corte (derecha (R) o izquierda (L)) — Número de dientes — Dimensiones exteriores — Dimensiones del agujero o del mango — Calidad del material (K10, P10, etc.)

4. CONSTRUCCIÓN DE UNA HERRAMIENTA DE METAL DURO Debido a la gran importancia que hoy en día tienen las herramientas de metal duro en los trabajos de corte de las máquinas herramientas, es de gran inte rés conocer los sistemas empleados para la preparación o montaje de las plaquitas de este material. Estas herramientas, que como se ha visto anteriormente se fabrican en plaquitas de distinas formas geométricas (fig. 4.10), se presentan en el mer cado unidas o soldadas en su correspondiente mango o bien sueltas; siendo así, será necesario para su utilización efectuar la unión al mango o cuerpo en el propio taller, según uno de estos procedimientos: — Por medios mecánicos — Por soldadura

Fig. 4 . 9 Diferentes tipos de fresas: 1) fresa cilindrica; 2) fresas cilindricas acopiadas; 3 ) fresas cilindrico-frontal de planear; 4) fresas de ranurar aco   pia da s; 5) fres a de ran ura r de tres co rtes ; 6 ) fres a sierra; 7) fresa cónica; 8) fresa bicónica isósceles; 9) fresa de forma convexa; 10) fresa de forma cón  cava; 11) fresa de perfil constante para engranajes; 12) fresa madre; 13) fresa cilindrico-frontal de dos dientes con vástago; 14) fresa cilindrico-frontal con vástago; 15 ) fresa en T de un corte; 16) fresa en T de ranurar; 17) fresa en T angular; 18) fresa de avella  nar; 19) fresa de dos cortes de acoplamiento directo; 20 ) fresa con rompevirutas de aco plamiento directo.

41

En los procedimientos mecánicos la sujeción de las plaquitas en el mango se hace por medio de tornillos, palancas o uñas (fig. 4.11).

Fig. 4.11

En la soldadura de la piaquita en el mango se emplea como material de aportación para efectuar la unión: cobre, plata o material de soldadura blanda. La soldadura de plata consiste en una lámina de cobre envuelta en ambas caras por plata, siendo ésta la que efectúa la soldadura (fig. 4.12). El cobre tiene como misión el reducir las tensiones producidas en la soldadura.

Fig. 4.10

placa de metal duro

cobre de soldar (también puede colocarse en forma de lámina debajo de la placa)

lámina de competísación material fundent*

platade soldar 

La herramienta preparada para soldar, provista de material fundente, se calentará únicamente la cabeza del mango y la piaquita hasta que el material de soldadura se haya diluido. Seguidamente se apretará la piaquita contra su asiento mediante una barra puntiaguda de acero o porcelana para evitar un enfriamiento brusco, hasta que se haya solidificado la plata (fig. 4.13). El enfriamiento de la herramienta se hace mediante arena seca o ceniza. A continuación se procederá al afilado mediante muelas diamantadas, procurando que haya una refrigeración constante y suficiente. Si el afilado se hace en seco es de suma importancia no enfriar bruscamente la herramienta porque se puede agrietar la piaquita.

Soldador autógeno Fig. 4.12

Estufa de gas

Fig. 4.10 Plaquitas de metaI duro. Fig. 4.11 Soportes para plaquitas con sujeción mecánica. Fig. 4.12 Preparativos para la soldadura con plata de una piaquita de metal duro. Fig. 4.13 Procedimientos de soldadura de una piaquita de meta! duro. 42

Fig. 4.13

Soldador por inducción

Soldador de resistencia

Tema 5. Escariado

OBJETIVOS — Conocer el objeto y aplicaciones del escariado. — Conocer los distintos tipos de escariadores. — Conocer la finalidad de la diferente disposición de las ranuras en los esca riadores. — Conocimiento de la geometría del filo. — Adquirir una idea básica de la técnica de la operación y sus normas funda mentales.

PRÁCTICAS BÁSICAS DEL TEMA A-2, A-3, A-5 Escariado cilindrico. C-10 Escariado cónico.

CUESTIONARIO TEÓRICO 1. Escariado: su objeto 2. Herramientas de escariar 3. Tipos de escariadores 3.1 Escariadores fijos 3.2 Escariadores extensibles 4. Ángulos de corte 5. Técnica de la operación 6. Aplicación del escariado

FICHA GUÍA Después del estudio teórico del tema y de la realización práctica de algunos ejercicios de escariado, procura dar res puesta a las siguientes cuestiones: 1. Hay un tipo de escariadores para trabajos a mano y otros a máquina. ¿Qué diferencias más acusadas observas entre los dos? 2. Si escariases un agujero con un escariador algo gastado, la dimensión quedaría ligeramente inferior a la nominal. ¿Qué solución adoptarías en este caso para eliminar el material restante? 3. Existen una clase de escariadores cónico s que llevan unas pequeñas ranuras rompevirutas en sus dientes. ¿Cuál crees que es el objeto de estas ranuras? 4. Una de las normas a tener en cuenta en la técnica del escariado es la de controlar la perfecta alineación del escaria dor en el agujero pero, ¿qué efectos produce una alineación incorrecta? 5. El margen que ha de dejarse para el escariado depende fundamentalmente del diámetro nominal del escariador. Observa los escariados que entran en el conjunto D y determina las brocas que deberás utilizar para que el exceden te de material sea correcto para un buen escariado. 6. Los escariadores de dientes rectos no son apropiados para orificios con entallas porque se clavan. Haz un razona miento del porqué. 7. Puestos a hacer razonamientos, ¿por qué motivo crees que los escariadores deben hacerse girar siempre hacia la derecha? 43

Desarrollo del tema 1. ESCAR IADO: SU OBJETO

Fig. 5.1 Partes de un escariador. Fig. 5.2 Escariador de mango cónico.

El escariado es la operación mecánica que tiene por objeto el afinado y agrandamiento de un orificio cilindrico o cónico hasta adaptarlo al diámetro deseado, utilizando para ello una herramienta de corte múltiple denominada escariador. El escariado puede hacerse a mano o a máquina (tornos y tala dradoras).

2. HERRAMIENTAS DE ESCARIAR Las herramientas utilizadas para el escariado hemos visto que reciben el nombre de escariadores. Deben ser resistentes al desgaste y se fabrican de aceros aleados y de metal duro, construyéndose de varios tipos.

Mango

Cuerpo

Punta

Fig. 5.1

En un escariador distinguiremos tres partes principales: mango, cuerpo y punta (fig. 5.1). E l mango constituye el extremo de la herramienta por donde se accio na. Puede ser cilindrico o cónico. Los primeros terminan en una espiga cua drada para poder ser girados con un bandeador y se emplean en el escariado a mano y los segundos en el escariado a máquina, siendo el cono del mismo tipo que en las brocas (fig. 5.2). Fi»52

El cuerpo lleva talladas en toda su longitud unas ranuras, las cuales pueden ser rectas o helicoidales, que son las que efectúan el arranque del material y el guiado del escariador en el agujero. La punta es el extremo de la parte estriada del escariador. Tiene forma cónica para facilitar la entrada de la herramienta en el orificio y es la parte que empieza el arranque del material. Los escariadores de mano tienen la entrada más larga que los de máquina.

3.

TIPOS DE ESCARIADORES Los escariadores podemos clasificarlos de la forma siguiente: — Escariadores fijos: cilindricos cónicos — Escariadores extensibles

3.1 Escariadores fijos Los escariadores fijos pueden afinar y agrandar agujeros a un solo diámetro, que es el que corresponde al nominal del escariador, en el caso de los esca riadores cilindricos; asi como la conicidad en los de forma cónica que es de 1:50. 44

Las ranuras de los escariadores fijos pueden ser rectas o helicoidales (fig. 5.3). Los de ranuras rectas son de más fácil construcción, por lo que resultan más baratos, pero tienen el inconveniente de ser propensos a resal tar, si no se hace la operación con cuidado, y no son apropiados en el caso de escariar agujeros con ranuras o entallas, ya que los dientes se clavan o enganchan en los bordes de las entallas. Este inconveniente se evita con los escariadores helicoidales y, además, pese a ser de más alto precio, son más utilizados por hacer los trabajos mucho más finos. La hélice de los escariadores puede ser a derecha o a izquierda. Los de hélice a derecha, llamada también positiva, se emplean para materiales duros; favorecen la salida de las virutas, cosa importante en el escariado de agujeros ciegos, pero tienen el gran inconveniente de que tien den a atornillarse en el orificio y entonces toman un excesivo avance. Los de hélice a izquierda o, negativa, son los más utilizados. Empujan las virutas hacia adelante y tienden a destornillarse y salir del agujero, por lo que es necesario efectuar una ligera presión. El afinado resulta muy superior a los anteriores. En los escariadores cónicos (fig. 5.4), los que llevan ranuras rectas se utilizan solamente en el escariado a mano. Los helicoidales llevan la ranura en forma de hélice negativa, con lo que se evita que se claven en el agujero, característica más acusada en éstos que en los cilindricos. Como que la cantidad de material que deben arrancar los escariadores cónicos es superior a los cilindricos, se construyen unos que efectúan la ope ración de desbaste. Llevan unas pequeñas entallas a los largo de los dientes que hacen de rompevirutas (fig. 5.5).

3.2 Escariadores extensibles Los escariadores extensibles permiten la variación del diámetro de la herra mienta, con lo cual podemos efectuar, con uno de ellos, escariados de distin tas dimensiones, siempre en unos márgenes relativamente pequeños. Constan de un núcleo constituido por un eje cilindrico roscado, que lle va unas ranuras longitudinales con una pequeña pendiente y en las que van ajustadas unas cuchillas postizas. La regulación del diámetro de la herra mienta se hace por medio de dos anillos roscados en el eje con los que se consigue el desplazamiento y fijado de las cuchillas (fig. 5.6). El inconveniente que tiene este modelo de escariador extensible es que las cuchillas son rectas, por lo cual, no es aconsejable utilizarlos en agujeros que llevan entallas; no obstante, tienen por otra parte la ventaja de que la diferencia que se puede conseguir entre el diámetro máximo y el mínimo es superior a cualquier tipo.

Fig. 5.7

Otro sistema de conseguir la expansión de las cuchillas es aprovechan do la elasticidad del material del escariador, pero, en este caso, la variación es muy exigua. Éstos están formados por un cuerpo provisto de ranuras que pueden ser rectas o helicoidales, con un agujero interior roscado y terminado en una par te cónica. La regulación se consigue por medio de un eje que se enrosca en el agujero y que al actuar sobre la parte cónica hace abrir ligeramente los dien tes del escariador (fig. 5.7).

Fig. 5.3 Escariadores fijos cilindricos: a) recto; b) helicoidal. Fig. 5.4 Escariadores cónicos: a) recto; b) y c) helicoidales. Fig. 5.5 Escariador cónico con rompevi rutas.

4.

ÁNGULOS DE CORTE

Al ser los escariadores herramientas de corte múltiple y de características parecidas a una fresa, el análisis de la geometría del filo es el mismo que hemos visto en el tema anterior refiriéndonos a ellas. O sea, que cada diente

Fig. 5.6 Escariador extensible de cuchi llas postizas. Fig. 5.7 Escariador extensible por expan sión. 45

Fig. 5.8 Angulos de corte de un escaria dor.

del escariador es como una cuchilla simple en la que distinguimos tres ángu los característicos (fig. 5.8): incidencia (a), corte (|3) y desprendimiento (y).

Fig. 5.9 Escariadores con distinto ángulo de desprendimiento. Fig. 5.10 Taladrado previo ai escariado.

F i g .  5 .8

En a) b) c)

la figura 5.9 vemos tres escariadores afilados con distintos ángulos: Ángulo de desprendimiento nulo Ángulo de desprendimiento negativo Ángulo de desprendimiento positivo

El primero se utiliza para trabajos normales, el segundo para materiales duros y el tercero para materiales blandos.

Fig. 5.9

5. TÉC NICA DE LA OPER ACIÓN Para la correcta realización de un trabajo de escariado es preciso tener en cuenta los siguientes factores: a) Taladrado previo b) Elección de la herramienta c) Manejo correcto de la herramienta

TABLA I DIAMETRO NOMINAL

EXCESO

Hasta 6 mm

0,1 mm

De 6 mm a 15 mm

0,2 mm

De 15 mm a 25 mm

0,3 mm

De 25 mm a 50 mm

0,4 mm

Superior a 50 mm

0,5 mm

46

Taladrado previo. El taladrado previo de la pieza debe hacerse a une medida ligeramente menor que el diámetro nominal del escariador, dejandc por tanto, un margen de material para arrancar con él (fig. 5.10). En la tabla I podemos ver los valores aproximados del exceso de material a eliminar con el escariador, én función del diámetro del agujere definitivo. Para el escariado de un agujero cónico taladraremos la pieza a un; dimensión igual o ligeramente inferior al diámetro menor del orificio cónici de la pieza (fig. 5.11).

Fig. 5.11

Si el orificio es profundo, se efectuarán taladros escalonados con bro cas de distinto diámetro (fig. 5.12), para así facilitar el trabajo, evitando un arranque excesivo de material con el escariador; además de economizar tiempo, puesto que la operación resulta de este modo mucho más rápida.

Fig. 5.11 Taladrado previo para escaria do cónico. Elecc ión de la herramienta. Debe hacerse de acuerdo con el tipo de escariado que se tenga que realizar y del material que se trabaje.

Fig. 5.12 Taladrado escalonado para escariado cónico profundo.

Asimismo, para el escariado a mano deberá elegirse el bandeador apro piado al tamaño del escariador.

Fig. 5.13 Manejo del escariador.

Ma nejo correcto de la herramienta. Para ello hay que tener en cuenta las siguientes normas: — El sentido de giro del escariador debe ser siempre el mismo, o sea, hacia la derecha, tanto en el avance como en el retroceso (fig. 5.13). — La presión P que se ejerce sobre, el escariador (fig. 5.13) no debe ser excesiva, pues de lo contrario corremos el peligro de que se nos clave. — El escariador debe entrar bien alineado con el eje del agujero previo. Si éste es perpendicular a la superficie de la pieza, se comprobará con una escuadra (fig. 5.13). Fig. 5.13

47

— En el escariado a máquina, la velocidad de corte ha de ser apropiada para el material que se trabaja y del que está construido el escariador. — Durante el trabajo es necesaria una lubricación adecuada. Los ace ros se lubrican con aceite de corte; el aluminio con petróleo y la fundición en seco. — Deben evitarse los golpes en los escariadores que podrían producir roturas en las aristas de los dientes.

6. APLICACIÓN DEL ESCARIADO Como ya se viera en el curso anterior, existen en los trabajos mecánicos, con  juntos o mecanismos que necesitan el ensamblaje o unión de dos o varias piezas entre sí, de forma que dichas uniones resulten a la postre desmonta bles sin necesidad de producir roturas o deformaciones en ninguna de las piezas. Uno de los procedimientos que se vió para este fin, fue el de las unio nes por medio de pasadores, cilindricos o cónicos (fig. 5.14). Para la coloca ción de estos pasadores, las piezas han de taladrarse y escariarse juntas a la vez. También se aplica el escariado en aquellos agujeros en los que se ajus ta un eje con ajustes de mediana precisión y, en general, en todos aquellos trabajos que necesitan de un acabado de orificios superior al que podríamos obtener por medio de una broca.

Fig. 5.14 riado.

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Tema 6. Limadora

OBJETIVOS — — — —

Conocer la terminología de las partes de la limadora y su funcionamiento. Conocer los distintos montajes de piezas y herramientas en la limadora. Adquirir una ¡dea general de los diversos trabajos de cepillado. Tener conocimiento de las normas de seguridad y conservación.

PRÁCTICAS BÁSICAS DEL TEMA C-2 Planeado horizontal. A-5 Planeado horizontal, vertical e inclinado. D-6 Planeado horizontal, ranurado y perfilado.

CUESTIONARIO TEÓRICO 1. Limadora: su objeto y partes 2. Órganos elementales de accionamiento 2.1 Cabezal 2.2 Carro portamesa 2.3 Carro vertical 2.4 Carro portaherramientas 3. Montaje de piezas en la limadora 4. Herramientas de limadora 5. Trabajos de cepillado 5.1 Planeado horizontal

5.2 Planeado vertical 5.3 Planeado Inclinado 5.4 Ranurado 5.5 Perfilado 6. Reglajes en la limadora 6.1 Reglaje de la velocidad de la máquina 6.2 Reglaje de la longitud de la carrera 6.3 Reglaje de la posición de la carrera 6.4 Reglaje del avance del carro portamesa 7. Normas de seguridad y conservación

FICHA GUÍA Con los conocimientos adquiridos en la parte teórica y la experiencia práctica que te ha reportado el manejo de la lima dora, deduce los siguientes puntos: 1. La operación de limado de una superficie puede hacerse a mano, con la lima, o bien a máquina, por medio de las má quinas de limar, cepilladoras y limadoras principalmente. ¿Q ué analogías crees que existen entre el trabajo efectuado con esta última y el limado a mano? 2. En las limadoras accionadas por el sistema biela-manivela, el movimiento de retroceso y el de avance no se efectúan a la misma velocidad media. ¿A qué causas consideras se debe esta variación? 3. De entre los diversos trabajos a efectuar en la limadora, unos pueden hacerse automáticamente y otros no. Señala unos y otros. 4. Es conveniente que la herramienta, en la carrera de retroceso, se levante, para no rozar tan fuertemente contra la pieza, consiguiéndose gracias a la oscilación que el portaherramientas efectúa sobre el eje en que va montado; no obstante, existen ciertos trabajos en los que, por el contrario, es necesario que dicho levantamiento se evite. ¿Cuáles son estos trabajos y por qué motivo? 5. El procedimiento más corriente y sencillo de montaje de piezas en la limadora es por medio de los denominados tor nillos de máquina. Ahora bien, busca en el taller algunas piezas que en su mecanizado haya intervenido posiblemen te esta máquina y consideres que para ello se han necesitado los otros montajes. 6. Las piezas prismáticas deben colocarse en la limadora en sentido longitudinal al desplazamiento del carnero para ser planeadas sus caras, o sea, dicho de otra forma, que el recorrido de la herramienta en su (Me) abarque la mayor dimensión de la pieza. ¿A qué obedece esta norma de posiclonado? 7. Una de las normas de seguridad y conservación de la limadora nos dice que no es necesaria la refrigeración en los trabajos realizados con esta máquina. ¿Qué motivos justifican, a tu entender, esta norma? 49

Desarrollo del tema Las máquinas herramientas de movimiento rectilíneo son aquellas cuyo movimiento de corte, efectuado por la herramienta o la pieza, según los casos, desarrolla una trayectoria en línea recta. Una clasificación de estas máquinas es la siguiente: ELEMENTO MAQUINA

Limadora Cepilladora Máquina de limar Sierra alternativa Brochadora

TIPO HERRAMIENTA

EN MOVIMIENTO

Simple Simple Múltiple Múltiple Múltiple

Herramienta Pieza Herramienta Herramienta Herramienta

En el presente curso se analizarán la sierra alternativa y la limadora, centrando concretamente este tema en el estudio de la segunda de las citadas.

1. LIMA DO RA : SU OBJETO Y PARTES La limadora tiene por objeto principal el desbaste de superficies, generalmen te planas y en piezas de pequeño y mediano tamaño, por medio del arranque de material producido por una herramienta de corte único.

F. ^ >9-■ Partes de una limadora.

Consta (fig. 6.1) de una bancada hueca de fundición (1) en cuya parte superior se desliza, sobre unas guías horizontales, el carnero (2), el cual lleva en su extremo anterior el carro orientable (3) portador del portaherramientas (4). En la parte delantera de la bancada se hallan otras guías sobre las que se desplaza el carro vertical (5) portador del carro portamesa (6) y éste, a su vez, qe la mesa (7) sobre la que se sujetan las piezas a mecanizar. Los modelos grandes de limadoras llevan un pie-soporte (8) para el apoyo del extremo libre de la mesa, evitando de este modo, posibles flexio nes debidas al propio peso de la mesa y de las piezas que en ella se sujetan.

50

2. ÓRGANOS ELEMENTALES DE ACC IONA MIEN TO Teniendo en cuenta que la limadora, como máquina herramienta, posee los tres movimientos característicos que originan el principio de trabajo: movi miento de corte (Me), movimiento de avance (Ma) y movimiento de penetra ción (Mp), es necesario dotarla de unos órganos que propicien estos movi mientos. Los órganos elementales de accionamiento son: el cabezal, el carro portamesa, el carro vertical y el carro portaherramientas.

2.1 Cabezal El cabezal proporciona el movimietno de corte (Me) a la herramienta en for ma rectilínea alternativa; éste, a su vez, lo recibe de un mecanismo de bielamanivela alojado en el interior de la bancada. A partir de un motor se transmite el movimiento a un sistema de embrague de cono (fig. 6.2) con el que se consigue la puesta en marcha o parada de la máquina sin necesidad de pararlo y una vez regulado en una caja de velocidades pasa a una rueda de gran diámetro (1), la cual lleva una guía (2) (fig. 6.3) dispuesta diametralmente en su cuerpo, sobre la que se desplaza a voluntad un botón de manivela (3) que acciona a la biela de colisa (4). Esta biela oscila sobre uno de sus extremos y por el otro está unida al carnero lo que hace que lo arrastre en su desplazamiento, habiéndose produ cido una transformación del movimiento, o sea, que el movimiento circular originado por el motor eléctrico pasa a ser rectilíneo alternativo en el carnero.

Fig. 6.2 Embrague de cono. Fig. 6.3 Mecanismo biela-manivela. Fig. 6.4 Gráfico de la variación de! movi miento. Fig. 6.5 Organos de desplazamiento del  carro portamesa.

Fig. 6.4

o'b' c' d'

e'

f'

9' h \

i1

t',L'

s'

ip il

En el sistema de accionamiento de biela-manivela, la carrera de corte que describe el carnero es más lenta que la de retroceso. Esto se debe a que al girar el botón con velocidad uniforme, tardará más tiempo en recorrer el arco a-q que el q-a (fig. 6.4). Del mismo gráfico se puede deducir la variación de velocidad producida en el desplazamiento rectilíneo del cabezal.

2.2 Carro portamesa El carro portamesa es el que da movimiento de avance (Ma) a la pieza que está sujeta en la mesa. Se desplaza sobre unas guías (1) solidarias al carro vertical, por la acción del mecanismo de husillo y tuerca (fig. 6.5). La transmisión a dicho husillo (2) se lleva a cabo a partir de una excén trica (3) graduable, que mueve a una biela (4) y ésta a su vez, lo transmite en forma de movimiento circular alternativo a un trinquete (5). Éste, finalmente, hace girar una rueda dentada (6) montada fija en el extremo del husillo.

Fig. 6.5

El movimiento de avance se efectúa siempre durante la carrera de retroceso de la herramienta, pudiéndose invertir el sentido girando el pestillo del trinquete.

2.3 Carro vertical Con el carro vertical se consigue el desplazamiento ascendente o descenden te de la mesa, según las exigencias derivadas del tamaño de las piezas y de su posicionado. El movimiento se obtiene por medio de dos ejes perpendiculares (fig. 6.6) que llevan dos piñones cónicos que engranan; uno de ellos (1) va solida rio al extremo del eje horizontal (3) que se acciona por medio de la manivela (5) y el otro (2) va roscado en el eje vertical (4), fijo por un extremo a la base de la bancada.

2.4 Carro portaherramientas El movimiento de penetración (Mp) lo proporciona el carro portaherramientas (fig. 6.7) al deslizarse sobre unas guías que lleva el soporte orientable (1), el cual va montado asimismo sobre una plataforma graduada situada en el extremo del carnero, pudiéndose girar el ángulo conveniente con solo aflojar dos tuercas de fijación (5). El desplazamiento del carro portaherramientas (2) se consigue con el mecanismo de husillo y tuerca. El portaherramientas (3) va montado en el carro mediante un eje (4) sobre el cual puede bascular y así, en el movimiento de retroceso, la herra mienta se levante y no roce fuertemente con la pieza.

3. MON TAJE DE PIEZAS EN LA LIMA DORA

Fig. 6.6 Organos de desplazamiento del  carro vertical. Fig. 6.7 Carro portaherramientas. 52

El montaje de las piezas que han de mecanizarse en la limadora dependerá fundamentalmente de su tamaño y de su forma. Así, la sujeción puede ser: — Por medio de tornillos de máquina — Por medio de bridas — Por mediode ángulos

Cuando las piezas son de pequeño tamaño y de formas regulares, se sujetarán en los tomillos de máquina (fig. 6.8).

Fig. 6.8 Sujeción de piezas por medio de tornillos de máquina. Fig. 6.9 Sujeción de piezas por medio de bridas. Fig. 6.10 Sujeción de piezas por medio de ángulos. Fig. 6.11 Aplicaciones de algunas herra mientas de limadora.

Fig. 6.8

En las piezas de mayor tamaño y de formas más complicadas se emplearán bridas (fig. 6.9) o ángulos de sujeción (fig. 6.10).

Fig. 6.9 Fig. 6.10

4. HERRAMIENTAS DE LIMADORA En la figura 4.6 del tema 4, referente a herramientas de corte, veíamos los principales tipos de herramientas de metal duro para cepillado, cuya aplica ción podemos apreciar en la figura 6.11.

r

ftJr  Fig. 6.11

53

También se construyen para el cepillado herramientas de acero rápido cuya denominación normalizada vemos en la figura 6.12.

Fig. 6.12

Cuando se realizan trabajos duros con herramientas rectas se corre el riesgo de que se clave en la pieza, mientras que en las de cuello acodado (cuello de cisne) no se presenta este Inconveniente (fig. 6.13).

Fig. 6.12 Herramientas de acero rápido: a¡ De planear. b¡ De planear en acabado, c) De planear en ángulo, d) De ranurar. e) De tronzar. Fig. 6.13 Ventaja de la herramienta de cuello de cisne.

T T T 7 T . ;

77777777

Fig. 6.13

Fig. 6.14 Soportes portaherramientas. Otros tipos de herramientas también muy empleadas son unas barritas prismáticas de acero rápido, para cuyo empleo es necesario acoplarlas en unos soportes portaherramientas apropiados (fig. 6.14).

5. TRAB AJOS DE CEPILLADO Los trabajos característicos de la limadora son los siguientes: — Planeado horizontal — Planeado vertical — Planeado inclinado — Ranurado — Perfilado

5.1 Planeado horizontal

Fig. 6.14

54

En el planeado horizontal el movimiento de avance lo efectúa la pieza merced al desplazamiento del carro portamesa. Puede hacerse a mano o bien auto máticamente (fig. 6.15).

Fig. 6.15

5.2 Planeado vertical En el planeado vertical el avance lo efectúa el carro portaherramientas. Este movimiento se realiza, por regla general, a mano (fig. 6.16).

Fig. 6.15 Planeado horizontal. Fig. 6.16 Planeado vertical. Fig. 6.17 Planeado Inclinado.

Fig. 6.16

5.3 Planeado inclinado Para realizar un planeado inclinado debe girarse previamente el carro orientable el ángulo conveniente y luego, para efectuar el avance, se procede de for ma idéntica que en el planeado vertical (fig. 6.17).

55

Es de suma importancia en estos dos últimos trabajos, inclinar el porta herramientas debidamente (fig. 6.18), para facilitar el que la herramienta se separe de la pieza en la carrera de retroceso y evitar así el agarrotamiento y rotura de aquélla.

Fig. 6.18

5.4 Ranurado En los trabajos de ranurado el elemento portador del movimiento de avance dependerá de la posición de la ranura. Así, para ranuras verticales (fig. 6.19) el avance se da con el carro portaherramientas; mientras que en las ranuras horizontales (fig. 6.20), el avance lo proporciona a la pieza el carro portamesa.

El levantamiento de la herramienta en el retroceso produciría en estos trabajos su agarrotamiento y rotura, por lo cual es necesario fijar el batiente mediante el tornillo (T) (fig. 6.21).

Fig. 6.18 Inclinación correcta del porta herramientas en el planeado vertical e Inclinado. Fig. 6.19 Ranurado verticalFig. 6.20 Ranurado horizontal. Fig. 6.21 Fijación del batiente del porta herramientas. 56

Fig. 6.21

5.5 Perfilado El trabajo de perfilado consiste en obtener superficies cóncavas o convexas con generatrices rectas y paralelas entre sí. Si el perfilado es pequeño, se hace mediante una cuchilla de radio apropiado (fig. 6.22). Si el perfil es mayor y discontinuo, se actuará combinando a un tiempo los movimientos de avance dados con los carros portamesa y portaherramientas respectivamen te y de forma manual (fig. 6.23).

6. REGLAJES EN LA LIM ADORA Una vez efectuadas las correctas sujeciones de la pieza y de la herramienta y, previamente a la puesta en marcha de la máquina, deben efectuarse los siguientes reglajes: — Reglajede la velocidad de la máquina(carreras por minuto) — Reglajede la longitud de la carrera — Reglajede la posición de la carrera — Reglajedel avance del carro portamesa

6.1 Reglaje de la velocidad de la máquina Para regular el número de carreras por minuto que debe desarrollar el carne ro de la limadora, se hace actuando directamente sobre una o más palancas de accionamiento que mueven los piñones deslizantes de la caja de velocida des (fig. 6.24).

Fig. 6.24

6.2 Reglaje de la longitud de la carrera La carrera que debe efectuar el carnero debe tener una longitud superior a la de la pieza, excediendo en un margen de unos 10 mm por cada extremo, con lo cual, la herramienta tendrá salida por ambos. La longitud de carrera dependerá del radio que describa el botón de la manivela (fig. 6.25), el cual se podrá aumentar o disminuir accionando exteriormente el eje (E) (fig. 6.26), que en su otro extremo lleva un piñón cónico (5) que mueve al tornillo (6), quien a su vez, desplaza al mencionado botón (3) (fig. 6.3).

Fig. 6.22 Perfilado de pequeños radios. Fig. 6.23 Perfilado discontinuo. Fig. 6.24 Caja de velocidades. Fig. 6.25 Influencia del radio que descri be el botón de manivela. Fig. 6.26

Fig. 6.26 Eje de accionamiento de la regulación de la longitud de carrera. 57

6.3 Reglaje de la posición de la carrera

u

U

y/////////////////  v

Según las características del trabajo que se realice, convendrá que la posi ción de la longitud de la carrera esté más adelantada o atrasada (fig. 6.27). La variación de esta posición se consigue aflojando la palanca (P) y accionan do el volante (V) (fig. 6.28) situado en la parte posterior del carnero. De esta forma se gira un husillo roscado en una tuerca colocada en el extremo de la biela y al desplazarse, hace que la carrera quede situada en distinta posición sin haber variado por ello la longitud de la misma.

%

Fig. 6.27

Fig. 6.27 carrera.

Reglaje de Ia posición de ia

Fig. 6.28 Organos de reglaje de ia longi tud de carrera.

Fig 6 28

6.4 Reglaje del avance del carro portamesa La regulación del avance del carro portamesa se efectúa dando mayor o menor radio a la fijación (0) (fig. 6.5) del extremo de la biela (4) del trinquete sobre un plato ranurado, animado de movimiento circular. Esto hará que el trinquete (5) enganche uno o más dientes de la rueda dentada (6).

7.

NORMAS DE SEGUR IDAD Y CONSERVACIÓN

Para efectuar un trabajo correcto y evitar posibles averías y accidentes, deben tenerse en cuenta las siguientes normas: — Asegurarse antes de empezar el trabajo de la buena sujeción de la pieza y de la herramienta. — Previamente a la puesta en marcha de la máquina, efectuar los correspondientes reglajes de acuerdo con la pieza que se va a mecanizar. — Tener cuidado al trabajar con una carrera larga en que no se estre llen la herramienta o el carro portaherramientas con la bancada. — Tener bien limpias y ajustadas las guías del carnero. — En las limadoras grandes, tener bien ajustado y a la altura conve niente el pie-soporte con la mesa. — Inclinar convenientemente el portaherramientas en los mecanizados de superficies verticales o inclinadas. — Al poner en marcha la máquina, hacerlo primero con el motor y seguidamente accionar el embrague, actuando con un golpe súbito pero a la vez suave. — Tener la precaución de parar totalmente la máquina antes de efec tuar cualquier medición en la pieza. — No parar nunca la máquina a mitad de la carrera de trabajo, espe cialmente con el avance embragado. — Engrasar periódicamente todos los órganos en movimiento que no tienen engrase'automático, de un modo especial las guías del carnero. — Mantener la limadora en perfecto estado de limpieza, evitando que se acumulen virutas en las guías de los carros y en los husillos. — Los trabajos de la limadora no requieren refrigeración de la herra mienta. 58

Tema 7. Torno paralelo OBJETIVOS — Conocer la finalidad de un torno paralelo. — Conocer la terminología normalizada del torno paralelo. — Comprender la función de cada una de las partes principales de la má quina. — Conocer los distintos procedimientos de sujeción de piezas para ser mecanizadas.

PRÁCTICAS BÁSICAS DEL TEMA A-6 Montaje al aire. B-7 Montaje entre puntos. B-8 Montaje con mandril.

CUESTIONARIO TEÓRICO 1. Torno paralelo. Generalidades 2. Terminología normalizada 3. Partes principales del torno paralelo 3.1 Bancada 3.2 Cabezal 3.3 Contracabezal 3.4 Carros 4. Montaje de piezas en el torno 4.1 Montaje al aire 4.2 Montaje entre puntos 4.3 Montaje mixto

FICHA GUÍA Tomando como base el contenido de este tema 7, y con el auxilio de la experiencia práctica, resuelve el siguiente cues tionarlo: 1. Los distlnos órganos citados en la terminología normalizada están montados o componen alguna de las partes prin cipales del torno. ¿Cómo harías una distribución de los mismos en función de la parte del torno que componen? 2. La bancada de un torno está pintada en su totalidad excepto en las guías. Expon los motivos por los cuales se pintan ciertas partes y por los que no se pintan otras. 3. Seguramente habrás observado al trabajar en el torno que la bancada lleva, en la parte Interior, unos nervios. ¿Cuál es la función específica de estos nervios? 4. También habrás notado que los ejes principales de los cabezales de los tornos son huecos. ¿A qué atribuyes que sean así y no macizos? 5. En la mayoría de los tornos, el carro superior lleva una plataforma giratoria dividida en 180°, distribuidos de forma que hay 90° a ambos lados del 0. ¿Por qué crees que están dispuestos de esta forma? 6. SI observas la pieza C-12 verás que en ella debe mecanizarse un agujero cilindrico en sentido longitudinal a la misma pero no centrado. Haz un estudio de los posibles montajes que se podrían efectuar para el mecanizado de dicho orifi cio. 7. Al montar las garras en el plato universal debe hacerse siguiendo el orden adecuado y en una sola vuelta de la rosca en espiral del plato. Ahora bien, ¿qué repercusiones traería consigo el saltarse alguna de estas normas? 8. El mecanizado de los centros para el montaje de piezas entre puntos puede hacerse directamente en el torno o en la taladradora; ahora bien, ¿cuándo se mecanizan en el torno y en qué ocasiones se hace necesario el concurso de la taladradora? 9. Al montar la pieza entre puntos, es aconsejable dejar el eje del contracabezal que sobresalga la menor longitud posi ble. ¿Cuál es el fundamente de esta norma? 10. Cada uno de los diferentes montajes de piezas en el torno tiene unas características particulares. SI la pieza a mecanizar debe tener varías superficies concéntricas, ¿con qué montaje podríamos conseguir una mayor perfección, caso de poder utilizar Indiferentemente cualquiera de los tres? 59

Desarrollo del tema 1. TORNO PARALELO. GENERALIDADES El torno es una máquina herramienta utilizada para la conformación de pie zas con arranque de material. Este trabajo se produce como resultado del movimiento de rotación de la pieza a mecanizar sobre su propio eje (Me) y el desplazamiento lineal de la herramienta (Ma) (fig. 7.1).

Fig. 7.1

Es la maquina herramienta de más antiguo origen, habiendo sufrido a través de los tiempos unas transformaciones y mejoras técnicas hasta conse guir progresos extraordinarios, hasta el punto de hacer del torno una máqui na fundamental e imprescindible en un taller de fabricación mecánica.

2. TERMINOLOGÍA NORMALIZADA La denominación normalizada de los distintos órganos que componen el tor no paralelo es la siguiente (fig. 7.2):

Fig. 7.1 Operación de torneado (LIMA,  pág. 91, fig. 15.6). Fig. 7.2 Torno paralelo: terminología.

Fig. 7.2

A. B. C. D. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 60

Bancada Cabezal Contracabezal E, F. Carros Eje principal Plato Inversor Lira Ruedas de la lira Caja de avances

7. 89. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16.

Eje de cilindrar Eje de roscar Tablero de carro Portaherramientas Plataforma giratoria Punto Contrapunto Eje del contracabezal Escote Puente

3. PARTES PRINC IPALES DEL TORN O PARALELO El torno A. B. C. D.

paralelo se compone básicamente de cuatro partes principales: Bancada Cabezal Contracabezal E, F. Carros

Fig. 7.3 Bancada: a) vista general; b) detalle de guías y nervaduras. Fig. 7.4 Cabezal. Fig. 7.5 Eje principa!. Fig. 7.6 Puntos de torno.

3.1 Bancada La bancada es una pieza sólida y robusta que sirve de soporte de las restan tes partes que forman la máquina (fig. 7.3). Es de fundición, con unas nerva duras en su parte central para evitar deformaciones, debajo de las cuales está situada una bandeja para recoger el líquido empleado en la refrigeración. En su parte superior lleva mecanizadas unas guías prismáticas sobre las que se desplazan respectivamente el contracabezal y el carro longitudinal. Algunos modelos de tornos (generalmente los mayores) llevan junto al cabezal, debajo mismo de donde está situado el plato, un escote (15) que permite colocar piezas de gran diámetro, cubriéndose este escote por medio de un puente (16).

Fig. 7.3

3.2 Cabezal El cabezal (fig. 7.4), que se halla situado en la parte superior izquierda de la bancada, está constituido por una caja de fundición, la cual contiene en su interior los órganos que transmiten el movimiento del motor al eje principal (1), en uno de cuyos extremos se colocan los órganos de sujeción de las pie zas a mecanizar. Los engranajes o poleas alojados en su interior, constituyen la caja de velocidades, reguladora del movimiento de rotación del eje principal. Este eje (fig. 7.5) atraviesa longitudinalmente el cabezal, estando apoyado en dos o más cojinetes ajustables con los que se puede corregir el juego producido por el desgaste; es hueco y su interior tiene forma de cono morse en el extremo correspondiente a la sujeción de las piezas para posibilitar la colocación del punto (12), pieza de acero templado o de metal duro terminada en punta por un extremo y en cono morse por el otro (fig. 7.6).

Fig. 7.4

Fig. 7.6

61

3.3 Contracabezal Fig. 7.7 Contracabezal.

El contracabezal se halla situado sobre las guías de la bancada y en la parte opuesta al cabezal, pudiendo desplazarse sobre ellas (fig. 7.7).  7.7).  Sirve para la sujeción de piezas que por su longitud no pueden mecanizarse al aire, así como para el montaje de brocas, escariadores, machos de roscar, etc., cuan do el trabajo requiere de su utilización. Está formado por un cuerpo (A) de fundición montado sobre una plata forma (B) que se ajusta a las guías de la bancada, fijándose a ellas por medio del tornillo (C). En la parte superior, el cuerpo lleva un agujero horizontal por el que se desplaza un eje (D) paralelamente a las guías y a la misma altura del eje del cabezal. Este eje es hueco; cónico por su parte anterior para alojar el punto y otras herramientas de mango cónico y, en su parte posterior, lleva introducido un casquillo de bronce roscado interiormente, dentro del cual se ajusta el husillo (E) accionado exteriormente por medio del volante (F).

Y S S /  Y  S /  /S S  /  /,»  /   ¿ '  V

.

■.m wvvvvww.x T ,■

Fig. 7.7

En el exterior de dicho eje va tallada una ranura longitudinal en la que se ajusta una chaveta deslizante que le priva de girar y así, al accionar el husillo (E) (privado de movimiento axial), hace posible su desplazamiento. Por medio de la palanca (G) podemos fijar el eje del contracabezal, al quedar aprisionado entre dos casquillos movidos por ella. El cuerpo puede desplazarse lateralmente sobre la plataforma en que va montado por medio de dos tornillos (H). Este desplazamiento se efectúa en los mecanizados de piezas cónicas de poca conicidad.

3.4 Carros Los carros son los órganos de la máquina que proporcionan el el desplazamien desplazamien  to de la herramienta, dándole por tanto, los movimientos de avance y pene tración. En el torno paralelo podemos distinguir los siguientes carros (fig. 7.8): — Carro longitudinal (D) — Carro transversal (E) — Carro superio supe riorr u orientabl orie ntablee (F) (F) 62

Corro transversal

"JC'i 

Fig. 7.8 Carros del torno. Fig. 7.9 Carro longitudinal.

Corro longitudinal

Fig. 7.8

E l carro carro longitudinal  o principal (fig. (fig. 7.9) se desplaza paralelo par alelo al eje principal del torno, sobre las guías de la bancada en toda su longitud. El movimiento de avance puede efectuarse manual o automáticamente, tal como se verá al explicar la cadena cinemática.

Fig. 7.9

63

Consta de un cuerpo (A) de fundición que se ajusta por su parte inferior a las guías de la bancada, evitándose el juego de altura por meddio de una regla (B) que hace la función de brida, ajustada a la parte inferior de dichas guías, pudiéndose bloquear el carro apretando el tornillo (C). En la parte superior del cuerpo lleva mecanizadas transversalmente unas guías en forma de cola de milano, sobre las que se mueve el carro trans versal. El desplazamiento de este carro se efectuará manualmente girando la manivela (M) que mueve al husillo (H), el cual se enrosca en una tuerca soli daria a dicho carro, o bien automáticamente como veremos también más adelante. Fig. 7.10 Carro transversa transversal.l.

Formando Formand o ángulo án gulo recto con el cuerpo y situado en su su parte delantera se halla fijado el tablero del carro, igualmente de fundición y sobre el que van montados los mandos y mecanismos de accionamiento de avance y penetra ción, tanto manual como automáticamente. E l carro transversal  (fig (fig.. 7.10) se desplaza des plaza sobre so bre las guías que, tal como se ha visto, lleva el carro longitudinal, pudiendo dar con él el movi miento de avance transversal o de penetración de la herramienta. Accionando el husillo (H), que se enrosca en la tuerca (G) solidaria al cuerpo de dicho carro, conseguimos su desplazamiento. La referida tuerca suele ser de bronce y partida en dos, con lo cual se puede corregir el juego axial del husillo, mediante la presión que puede ejercerse con la pieza (I). Asi mismo, el ajuste del carro con las guías transversales se corrige por medio de unos tornillos (T) que actúan sobre la regleta (R). En la parte superior lleva mecanizada una ranura en T de forma circular en la que se alojan dos tornillos para la fijación de la plataforma graduada del carro orientable.

Fig. 7.10

64

E l carro carro superior u orientable (fig. (fig. 7.11) está situado situa do en la parte supe supe  rior del carro transversal y fijado al mismo gracias gr acias a los dos tornillos anterior mente descritos.

SECCION A-B

Fig. 7.11

Un pivote (P) que se introduce en un alojamiento que para ello lleva expreso el carro transversal, sirve de eje de giro de la plataforma giratoria (A), la cual cual se halla dividida normalmente norm almente en 180°, 180°, con 90° a ambos ambo s lados del 0. El mecanismo de ajuste y desplazamiento del carro superior es idéntico al ya descrito para el carro transversal, con la particularidad de que sólo se acciona manualmente. En la parte superior lleva el portaherramientas (fig. 7.12), montado en un eje, sobre el cual puede girar y al propio tiempo fijarse en cualquier posi ción que se desee por medio de la palanca (B).

4. MONTAJE DE PIEZAS EN EL TORNO Los procedimientos fundamentales de montaje de piezas en el torno para su mecanizado, así como los sistemas o medios empleados, podemos verlos en el siguiente gráfico:

Al aire Montaje de piezas

- Entre puntos Mixto

Platos universales Platos planos Platos de aprieto neumático o hidráulico Pinzas Directo Con mandriles

Fig. 7.13

Entre plato y punto Con lunetas

4.1 Montaje Mont aje al aire (fig. 7.13) Se efectúa este tipo de montaje en piezas de poca longitud y en trabajos de mecanizado interior. Los medios de sujeción de las piezas empleados en este tipo de montaje son: Plato s universales universales (fig (fig.. 7.14). Utilizados Utilizado s generalmente en trabajos de de mecanizado de piezas concéntricas, exteriores o interiores. Suelen llevar tres o cuatro garras que se abren y cierran simultáneamente simult áneamente mediante una una llave y dejan la pieza centrada. Van provistos pro vistos de dos juegos de garras; garras; uno para pie zas de pequeño diámetro y el otro para diámetros mayores. Dichas garras llevan grabados unos números que indican el orden en que deben entrar en su alojamiento o ranura al ser montadas en el plato; así.

Fig. 7.14

Fig. 7.11 7.11

Carro superior y orientable.

Fig. 7.12 Torreta portaherramientas. Fig. 7.13 Montaje Mont aje de piezas pieza s aI aire. aire. Fig. 7.14 Plato Plat o universal. universal. 65

primero entraremos la que lleva el n.° 1 en la ranura 1, luego la n.° 2 en la ranura 2, etc. Esta operación debe efectuarse en una sola vuelta de la espiral del pla to, rosca en la cual se ajustan las garras. Una variante de los platos universales la constituyen los de garras Inde pendientes. Básicamente tienen la misma forma y constitución, con la dife rencia de que sus garras pueden abrirse o cerrarse Independientemente por separado (fig. 7.15). Son utilizados preferentemente en trabajos de mecanizado de piezas de formas Irregulares o excéntricas. Platos planos (fig. 7.16). Se emplean en la sujeción de piezas de for mas Irregulares que no es posible montar en platos universales. Al Igual que éstos, los platos planos van roscados en el extremo del eje principal; tienen forma plana y van provistos de ranuras o agujeros para efectuar la debida sujeción de las piezas, la cual puede hacerse por medio de tornillos y bridas o con escuadras (fig. 7.17). Fig. 7.16

En este tipo de montaje es conveniente equilibrar el paso de las piezas mediante un contrapeso. M

W

H

W

W

1

- ■■ ,3'v'i ;:-i /uv.v W .

.'. f ■*-.

Fig. 7.15 Plato de garras independientes. Fig. 7.16 Plato piano. Fig. 7.17 Montaje de piezas en el plato  piano con escuadra. Fig. 7.18 Platos neumáticos.

Fig. 7.17

Plato s de aprieto neum ático o hidráulico. Para trabajos en serle con mecanizados de corta duración, resulta muy engorroso y lenta la utilización de platos universales, por lo que son muy empleados por su gran rendimiento unos platos universales provistos de mando neumático o hidráulico para la sujeción (fig. 7.18).

Fig. 7.18

66

Pinzas (fig. 7.19). Se utilizan para el mecanizado de piezas de peque ño diámetro y en trabajos en serie. Contan de un cuerpo cónico con un aguje ro ligeramente mayor al diámetro de la pieza a mecanizar y talladas longitudi nalmente lleva tres o cuatro ranuras que le proporcionan elasticidad por un extremo. La pinza se cierra al ser presionada contra la pared cónica donde se aloja (puede ser el mismo eje principal o un soporte especial) por la acción de una tuerca (fig. 7.20). Fig. 7.19

4.2 Montaje entre puntos Sistema empleado en el mecanizado exterior de superficies de revolución que exijan un alto grado de concentricidad (fig. 7.21), así como en aquellas piezas que por su longitud, en relación con su diámetro, no puedan montarse al aire, debido a que se producirían vibraciones en el trabajo.

Fig. 7.20

Fig. 7.21

Para el montaje directo  de una pieza entre puntos es imprescindible mecanizar previamente, en cada uno de sus extremos, los alojamientos para los puntos del cabezal y contracabezal respectivamente, denominados pun tos de centraje. Estos mecanizados se efectúan con la broca de centros (fig. 7.22), directamente en el torno o bien en la taladradora, previo trazado de los cen tros por medio del gramil o de las escuadras de centros. Para evitar deformaciones que a causa de golpes puedan producirse en los puntos de centraje, éstos se protegen mediante unos avellanados o pequeños cajeados (fig. 7.23). Una vez preparada la pieza se procederá al montaje en máquina, dispo niendo el contracabezal a una distancia del cabezal acorde con el tamaño de aquélla, de forma que al aprisionarla entre puntos, el eje del contracabezal sobresalga la menor distancia posible.

Fig. 7.22

Fig. 7.19 Pinzas. Fig. 7.20 Pieza sujeta en pinza. Fig. 7.21 Montaje de piezas entre pun tos. Fig. 7.22 Brocas de centros. Fig. 7.23 Centros: a) normal; b) y c) pro tegidos.

Fig. 7.23

67

El arrastre de la pieza (fig. 7.21) se consigue por medio de un plato (A) montado en el eje principal del torno y a través de un perno (B) que empuja a una brida de arrastre (C), denominada también perno (fig. 7.24), montada en un extremo de dicha pieza. Es conveniente tener engrasado durante el trabajo el centro del contra cabezal. El montaje entre puntos con mandriles se lleva a cabo en mecanizados exteriores de piezas huecas. Los mandriles pueden ser fijos o extensibles.

Fig. 7.24

El mandril fijo (fig. 7.25) es un eje ligeramente cónico que se introduce en el agujero de la pieza hasta que queda clavada. En ambos extremos lleva mecanizados el mandril los correspondientes puntos de centraje. Se necesita un mandril fijo para cada diámetro de las piezas a me canizar.

Fíg. 7.25

El mandril extensible (fig. 7.26) está formado por un eje cónico sobre el que se ajusta un manguito en el que están talladas unas ranuras longitudina les dispuestas de tal forma que le proporcionan una gran elasticidad, por lo que, consecuentemente, su expansión será considerable. Así, la pieza, al estar montada sobre este manguito, quedará aprisionada al producirse la citada expansión por efecto de la presión que ejercerá la superficie cónica. Esta presión puede conseguirse simplemente por medio de un golpe o bien por la acción de una tuerca roscada en el extremo de menor diámetro del eje, la cual empuja al manguito.

4.3 Montaje mixto Cuando las piezas montadas en el plato sobresalen excesivamente en rela ción con su diámetro se utilizan, además del montaje entre puntos, los mon tajes mixtos, o sea, entre el plato y otro elemento.

Fig. 7.26

Uno de estos sistemas consiste en montar la pieza entre el plato univer sal y el punto del contracabezal (fig. 7.27). Esto obliga a mecanizar en uno de los extremos de la pieza un punto de centraje.

Fig. 7.24 Perros de arrastre. Fig. 7.25 Mandriles fijos. Fig. 7.26 Mandril extensible. Fig. 7.27 Montaje de piezas mixto. Fig. 7.28 Lunetas: a) fija, b) móvil.

Fig. 7.27

i

i

Otro procedimiento de montaje mixto es el que se consigue montando la pieza entre el plato universal y unos accesorios denominados lunetas, empleados preferentemente en mecanizados exteriores o interiores de piezas largas. Las lunetas pueden ser fijas o móviles (fig. 7.28). Las primeras se fijan directamente sobre las guías de la bancada, mientras que las móviles van montadas sobre el carro longitudinal, desplazándose conjuntamente con él.

Te m a 8. Cadena cinemática del torno paralelo

OBJETIVOS — Conocer la forma de transmitirse el movimiento de rotación a la pieza. — Conocer la forma de transmitirse el movimiento de avance a la herra mienta. — Conocer los diferentes tipos de cajas de velocidades y de avances. — Comprender la misión de los inversores de avances y su funcionamiento. — Saber buscar la apreciación de los tambores graduados de los carros.

APLICACIONES PRÁCTICAS GENERALES — Las propias que derivan de lo tratado en el tema, en la utilización del torno para cualquier tipo de trabajo.

CUESTIONARIO TEÓRICO 1. Generalidades 2. Caja de velocidades 2.1 Sistema conopolea 2.2 Sistema monopolea 2.3 Velocidades de rotación, cálculo numérico 3. Inversor de avances 3.1 Basculante 3.2 Deslizante 4. Lira 5. Caja de avances 5.1 De cono de piñones (Norton) 5.2 De piñones móviles 6. Carros 7. Control del desplazamiento de los carros

FICHA GUÍA Después de un detenido examen del funcionamiento del torno y con la ayuda de la correspondiente exposición teórica, define los siguientes puntos: 1. Entre los tornos con cabezal de distinto sistema de caja de velocidades (conopolea y monopolea), describe las venta  jas e inconvenientes que, según tu criterio, les hayas descubierto. 2. La función del inversor de avances es la de poder dar, tanto al eje de cilindrar como al de roscar, doble sentido de giro. Ahora bien, ¿podrían efectuarse los mismos trabajos en un torno que no dispusiera de este órgano? ¿Por qué? 3. En el esquema de la figura 8.3 puedes ver la caja de velocidades monopolea, con una gama de nueve velocidades. ¿Cómo harías la distribución de los engranajes en el supuesto de que tuvieras que diseñar una caja con un total de doce velocidades? 4. Las ruedas que se colocan en la lira del torno pueden formar un tren simple o compuesto. ¿Qué repercusiones tiene sobre el avance el empleo de uno u otro montaje? 5. En un carro superior de un torno que se desplaza por mecanismo de husillo-tuerca, el paso de estos es de 3 mm. ¿Qué número de divisiones dispondrías en el tambor para que la apreciación fuera una cantidad de fácil determina ción y contabilidad? 69

Desarrollo del tema 1. GENERALIDADES Se entiende por cadena cinemática del torno paralelo al conjunto de elemen tos que transmiten y posibilitan todos los movimientos de la máquina. El movimiento parte de un motor (M) (fig. 8.1) y una vez regulado en una caja de velocidades (CV) pasa al eje principal de la máquina (EP). Simul táneamente se puede transmitir el avance a los carros partiendo del eje prin cipal y a través de un inversor (I), de las ruedas de la lira (R), de la caja de avances (CA) y de los ejes de cilindrar (EC) o de roscar (ER).

Fig. 8.1 Esquema genera! de ia cadena cinemática de un tomo paralelo.

Fig. 8.1

En consecuencia, vemos que el movimiento originario del motor deriva en dos funciones a destacar: — Movim iento de rotación a la pieza — Movim iento de avance a la herramienta Para un conocimiento más amplio y detallado de la cadena cinemática del torno paralelo, estudiaremos independientemente cada uno de los órga nos que la componen: — Caja de velocidades — Inversor de avances — Lira — Caja de avances — Carros

2. CAJA DE VELOCIDAD ES Tal como se ha descrito en el tema anterior al hacer referencia del cabezal, las cajas de velocidades se encuentran situadas en su interior y su misión es la de regular el movimiento del motor y obtener una variada gama de veloci dades de rotación del eje principal. Según el sistema de regulación del movimiento, las cajas de velocida des pueden ser: — Por sistema conopolea — Por sistema monopolea 70

2.1 Sistema conopolea Está formado por un cono de poleas (A) montado loco sobre el eje principal, que recibe el movimiento del motor mediante una correa, generalmente tra pezoidal (fig. 8.2). Para transmitir las distinas velocidades del cono de poleas al eje principal, basta con engatillar dicho cono con la rueda (C), solidaria al eje, mediante el pestillo (B). Se puede obtener una doble gama de velocida des gracias al sistema de retardo, basado en una transmisión de engranajes en los que, partiendo del movimiento de un piñón (D) solidario al cono de poleas lo transmite finalmente a la rueda (C) a través de un eje paralelo (E) en el cual van montados respectivamente, otra rueda (F) y un piñón (G) que engranan con aquéllos mediante un desplazamiento por excéntrica de dicho eje. > / / / / / 

 / T77/7

 /

S' 77V

0 17o015O

 /  /  /  ¿TOO V 02 ie  /   /   /   /   /   /   /   /   /  1.435

Rp-irv 0114 Fig. 8.2

2.2

«9 5

Y   /   /   /   / 

76

Reforzajdp

■ ** *90119 1 38

0150 70 0170 r/ " /7 7 r /r ?   V ~v

Sistema monopolea

Modernamente los tornos van equipados, en la mayoría de los casos, de cabezales con cambio de velocidades monopolea o de piñones móviles. RecK ben el movimiento del motor por medio de una o varias correas trapezoida les, pudiéndose obtener las distintas velocidades de rotación del eje principal accionando unas palancas situadas en el exterior del cabezal, las cuales mue ven a su vez unos engranajes desplazables sobre sus respectivos ejes. A través del esquema de la figura 8.3, vemos como una correa trapezoi dal pasa el movimiento del motor al eje (A). Los piñones (1), (2) y (3), monta dos fijos sobre este eje pueden engranar, respectivamente, con un bloque (D) deslizante sobre el eje (B) formado por los piñones (4), (5) y (6). Otro bloque

i S

Fig. 8.2 Caja de velocidades conopolea: esquema. Fig. 8.3 Caja de velocidades monopolea: esquema.

r W  

Fig. 8.3

71

(E) de tres piñones (7), (8) y (9), que desliza asimismo sobre este eje, puede engranar, a su vez, con los piñones (10), (11) y (12) respectivamente, los cuales van fijos en el eje principal (C) del torno.

2.3 Velocidades de rotación, cálculo númerico El cáculo numérico de las gamas de velocidades que se pueden conseguir con los dos tipos de cajas de velocidades representadas en los esquemas de las figuras 8.2 y 8.3, sería el especificado en las tablas I y II, respectiva mente: TABLA I CABEZAL C0N0P0LEA. — Velocidades de rotación en r.p.m. Eje B

Eje A

Motor

Posiciones de las correas

V , V

= -

x

9 1

M-0

R-V

M-0

S-X

M-0

T-Y

M-0

U-Z

M-0

R-V

M-0

S-X

M-0

T-Y

M-0

U-Z

N-P

R-V

N-P

S-X

N-P

T-Y

N-P

U-Z

N-P

R-V

N-P

S-X

1 1 7 0

V

, x

1 1 9 =

5 0 0

=

7 9 5 -

=

1 1 7 9

1 5 0

V

, x

1 5 0

1 1 9

V

, x

1 7 0

91 1 4 3 5 V .

x

9 5

=   ----------------------------= 6 3 1 1

2 1 6 V !

x

91

x

3 8

x

2 6 5 6

1 7 0

v; =

V

! x

x

7 6

1 1 9

x

7 8

x

3 8

x

2 6

7 6

x

7 8

x

3 8

x

7 6

x

7 8

x

3 8

x

■8 3 1 5 0 x

V

, x

1 5 0

2 6 =

1 1 9

v; =

V

, x

x

1 7 0

2 6 1 9 6

9 1

V =

1 3 2

X

7 6

x

7 8

1 43 5

V , V '

= —

x

9

4 3 8

170

V , V j 0 = 10

91

- --------------=

x

1 1 9

----------------= 6 4 9 1 5 0

—

V ,

x

1 5 0 =

11

V , V '

1 4 3 5 x V ,

2

x

1 7 0

= —   --------------- = 12 9 1

1 5 2 8

1 1 4

= — --------------------------=

200

1 0 3 1

1 1 9

8 1 8

V '

V , x 91 x 3 8 x 2 6 = — = 7 3 -------------------------------------13 1 7 0 x 7 6 x 7 8

V , V ' = — 14

1 1 9

x

3 8

x

2 6 1 0 8

15

V , x 1 5 0 x 3 8 x 2 6 — 2 --------------------------------------= 1 7 2 ' 1 1 9 x 7 6 x 7 8

' = 16

—   ---------------------------------------= 9 1 x 7 6 x 7 8

V '

=

V , V

x

- --------------------------------------= 1 5 0 x 7 6 x 7 8

x

1 7 0 x

3 8 x

N-P

T-Y

N-P

U-Z

2 6 2 5 5

TABLA II

3. INVERSOR DE AVANCES Para conseguir el doble sentido de desplazamiento de los carros es necesario que los ejes de cilindrar y roscar puedan asimismo girar en ambos sentidos. Esto es posible, sin necesidad de modificar el sentido de rotación del eje prin cipal, gracias a un dispositivo denominado Inversor. Los inversores de avances pueden ser de dos tipos: — Inversor basculante — Inversor deslizante

3.1 Basculante El Inversor basculante (fig. 8.4) está constituido por una palanca (A) que osci la sobre un eje portador del piñón (B); en el cuerpo de dicha palanca van

 p¡g. 8.4 Inversor basculante.

73

montadas dos ruedas (C) y (D) que engranan entre sí y, una de ellas, la (C), al mismo tiempo que lo hace con el piñón (B), puede girar sobre él gracias a la oscilación de la palanca. Según la posición de la misma, estarán engranadas con el piñón (E), que gira solidario con el eje principal, las ruedas (C) o (D), o bien el mecanismo estará en "punto muerto" o desengranado. Como se ve a través de las figuras representativas de las tres posicio nes posibles de la palanca basculante, el sentido de rotación que saldrá del inversor dependerá de que engranen una o las dos ruedas intermedias.

3.2 Deslizante El inversor deslizante (fig. 8.5) está formado por dos ruedas (A) y (B) que giran locas sobre el eje principal (E). En otro eje receptor (G) van montadas fijas otras dos ruedas (C) y (D) de forma que la rueda (B) engrana directamen te con la (D), mientras que la (A) lo hace con la (C) a través de una rueda intermedia (F).

Fig. 8.5 inversor deslizante.

Fig. 8.5

Entre las dos ruedas del eje principal se halla montado un acoplamiento de doble dentado frontal, deslizante sobre el mismo. Cuando la posición del acoplamiento es intermedia, el mecanismo que da en "punto muerto", mientras que, si la posición es hacia la derecha o hacia la izquierda, el sentido de rotación del eje (G) variará a causa del distin to número de ruedas que intervienen en la trasmisión.

4. LIRA Para poder transmitir el movimiento desde el cabezal hasta la caja de avan ces, es necesario disponer de un tren de engranajes, los cuales se montan sobre un soporte especial llamado Ura o guitarra (fig. 8.6), el cual oscila alre dedor del eje que se introduce en la caja de avances. El tren de ruedas a montar en la lira puede ser simple o compuesto. En el primero (fig. 8.7) se coloca una rueda en el eje que sale del cabe zal (rueda conductora) y otra en el eje que entra en la caja de avances (rueda conducida). Una rueda intermedia efectúa el enlace al engranar con ambas. El segundo consta de cuatro ruedas. La rueda conductora del eje del cabezal transmite su movimiento a la del eje de la caja de avances a través de un par de ruedas montadas sobre un eje auxiliar (fig. 8.8). Las ruedas (A) y (C) son conductoras y las (B) y (D) conducidas. 74

Fig. 8.6

Fig. 8.7

Fig. 8.8

5. CAJA DE AVANCES

Para que sin necesidad de cambiar las ruedas de la lira podamos obtener diferentes velocidades de rotación de los ejes de cilindrar y roscar, así como para la consecución de múltiples pasos en las construcciones de roscas en el torno, todos los tornos están provistos de una caja de avances, situada a la izquierda de la bancada y que recibe el movimiento del cabezal a través de las ruedas de la lira. Esta caja puede ser de dos tipos: — De cono de piñones (Norton) — De piñones móviles

Fig. 8.6 Lira o guitarra. Fig. 8.7 Montaje de tren simple en ia tira. Fig. 8.8 Montaje compuesto en ia lira. Fig. 8.9 Caja de avances

NORTON.

5.1 De cono de piñones (Norton) La caja de avances de cono de piñones, denominada comúnmente caja Nor ton, basa esencialmente la obtención de los distintos avances en las diversas posiciones que puede adoptar una palanca basculante, portadora de unos piñones que engranan con dicho cono (fig. 8.9).

Fig. 8.9

La caja recibe el movimiento de la lira a través del eje (A) que lleva montados fijos dos piñones (1) y (2), los cuales lo trasmiten al eje (B) por medio del par de piñones deslizantes (3) y (4). Sobre este eje va montado, asimismo, por sistema deslizante, un piñón movido en sentido longitudinal 75

por la palanca basculante (P), quien en su cuerpo lleva montado, a su vez, un piñón intermedio entre el anterior y el cono de piñones (C) solidario al eje (D). Este eje arrastra en su rotación a un piñón (5) deslizante, el cual puede tener tres posiciones; una de ellas, la intermedia, deja sin movimiento tanto al eje de cilindrar (E) como al de roscar (F); las otras dos dan, o bien movimiento directo al eje de roscar, por acoplamiento de dientes frontales, o al eje de cilindrar a través del piñón (6) fijo al mismo.

5.2 De piñones móviles En las cajas de avances de piñones móviles, la obtención de los distintos avances se consigue en forma análoga a la descrita para las cajas de veloci dades de este mismo sistema. En la figura 8.10 podemos ver un esquema de uno de estos sistemas de cajas de avances. El movimiento parte del eje (A) quien por medio de los piñones fijos (1) y (2) lo trasmite al eje (B) a través del par de piñones deslizantes (3) y (4). Los engranajes (5) y (6) llevan el movimiento al eje (C) en el cual, un bloque des lizante formado por los tres piñones (7), (8) y (9), lo pasa a su vez al eje de cilindrar (D) sobre el que están montados fijos los piñones (10), (11), (12) y (13). El> eje de roscar (E) puede recibir el movimiento por engrane de los piñones (13) y (14) o por acoplamiento del embrague de dientes fron tales (F). \\ \ \ \ \ \ \ v v y v \

\  ' íl v

- fo n 1- 1

Fig. 8.10 móviles.

Caja de avances de piñones

5

eje de ros car

itindri

r-i1—1 13

T

-

-r-e-

Fig. 8.10

6. CARROS El desplazamiento de los carros, tal como se viera en el tema anterior, puede efectuarse a mano o automáticamente (longitudinal y transversal) o sólo manualmente (superior). Tanto el movimiento de este último como el manual del carro transversal ya han sido estudiados, por lo que, en este apartado, haremos un estudio de los restantes (fig. 8.11). El movimiento manual del carro longitudinal se consigue accionando el volante (V), quien hace girar al eje (A) portador de un piñón (1) que engrana con otro (2) fijo en el eje (B), el cual lleva, a su vez, un piñón (3) que engrana con lá cremallera (4) situada en la parte inferior de una de las guías de la ban cada. El movimiento automático puede originarlo el eje de cilindrar o el de roscar. En el primer caso, el eje de cilindrar va provisto de un tornillo sinfín des lizante (5) que hace girar al piñón (6), el cual mueve al eje (C), donde va mon tado junto con otro piñón (7) que engrana permanentemente con el (8). Este último, además del movimiento de rotación correspondiente, tiene otro de 76

(10)

(*>

( 6) /

\

(5)

(7)

Fig. 8.11

giro sobre el eje (C); lo cual hace que en una de las posiciones de la palanca que lo mueve engrane con el piñón (2) y ponga en acción al eje (B) portador, como se ha visto anteriormente, del engrane a la cremallera. Cuando la palanca se sitúa en la segunda posición, el piñón oscilante (8) engranará con otro piñón Intermedio (9) que transmite el movimiento al piñón (10) solidarlo al husillo que mueve al carro transversal. El eje de roscar sólo da movimiento automático al carro longitudinal por medio de una tuerca partida (T), solidarla a dicho carro, la cual se cierra y ajusta con el eje al accionar la palanca (P), situada en el tablero.

Fig. 8.11 Esquema de las transmisiones de los carros. Fig. 8.12 Esquema del mecanismo husillo-tuerca.

7. CONTROL DEL DESPLAZAMIENTO DE LOS CARROS Para conseguir el control del desplazamiento longitudinal de los carros trans versal y superior, los husillos van provistos de un tambor graduado que gira con ellos al mismo tiempo. La lectura nos la indica un índice marcado en el cuerpo del carro. El desplazamiento se efectúa por el mecanismo de husillo y tuerca, con lo que, para saber el valor de cada una de las divisiones del tambor, necesita remos conocer el paso del husillo. Entonces tendremos que por cada vuelta del husillo, el tambor también la dará y con él las N divisiones. Como el carro se habrá desplazado en una longitud Igual al paso del husillo, el valor de cada división será (fig. 8.12):

Apreciación =~j^" Fig. 8.12

77

Ejemplo de aplicación: ¿Cuál será la apreciación del tambor graduado del carro transversal de un tor no, sabiendo que el número de divisiones es de 50 y el paso del husillo 5 mm?  ¿Cuá ntas divisiones del tambor deberíamos girar para dar una penetración a ia herra mienta de 1,8 mm?  Solución: A p r e c ia c i ó n =

Giro del tam bor =

78

P

—— =

■1,7

0,1

5

= 0,1 mm

= 17 divisiones

Tema 9. Trabajos de torneado OBJETIVOS — Conocer y distinguir los trabajos elementales de torneado y las herramien tas apropiadas de cada uno. — Conocer la utilidad del moleteado y su mecanización. — Saber el proceso a seguir en la construcción de piezas excéntricas y su verificación. — Conocimiento del cálculo de conos y formas de construirlos. — Adquirir unas ideas básicas sobre la construcción de roscas en el torno, herramientas utilizadas y los cálculos previos. — Conocer las principales normas de uso y conservación del torno paralelo.

PRÁCTICAS BÁSICAS DEL TEMA A-7 B-4 B-8

Cilindrado exterior y refrentado. Cilindrado exterior, refrentado, taladrado y tronzado. Cilindrado exterior, refrentado, taladrado, cilindrado interior, ranurado y torneado curvo. B-9 Cilindrado exterior, refrentado, ranurado, torneado cónico y roscado. D-10 Cilindrado exterior, refrentado, ranurado, torneado cónico, torneado curvo y roscado.

CUESTIONARIO TEÓRICO 1. Operaciones elementales de torneado 1.1 Cilindrado 1.2 Refrentado 1.3 Ranurado 1.4 Troceado 1.5 Taladrado 1.6 Torneado interior 2. Torneado de forma 3. Moleteado 4. Torneado excéntrico

5. Torneado cónico: definiciones 6. Cálculo de conos 7. Procedimientos de construcción de conos 7.1 Por giro del carro superior 7.2 Por desplazamiento del cabezal 7.3 Con dispositivo regla-guía 8. Roscado en el torno. Cálculos 9. Herramientas de roscar 10. Procedimientos de roscado con cuchilla 11. Normas de uso y conservación

FICHA GUÍA Haz un estudio de los trabajos de torneado que has ido realizando en la práctica y procura dar solución a las cuestiones expuestas a continuación. 1. Observa detenidamente el ejercicio de prácticas B-7 y verás que para la construcción de esta pieza serán necesarias toda una serie de operaciones de torneado. ¿Qué herramientas pedirías al almacén del taller? 2. Es norma importante colocar la herramienta a la altura del punto en todos los trabajos de torneado. ¿Cuál crees que es el motivo principal de esta norma en el trabajo de tronzado? 3. Entre los valores de la conicidad, la inclinación y la tangente del ángulo de un cono existe una relación determinada. A través de ella determina el mayor y el menor de estos conos: a = 10, i = 1/5, C = 35%. 4. El torneado cónico por desplazamiento del contracabezai solamente puede efectuarse en conos de poca inclinación. ¿A qué atribuyes este hecho? 5. En uno de los ejercicios de cálculo de ruedas para el roscado en el torno, el segundo de ellos concretamente, se nos muestra a través del gráfico una de las posibles posiciones que las ruedas resultantes pueden adoptar al montarlas en la lira. ¿Pueden montarse las mismas ruedas haciendo alguna otra combinación? ¿Cómo o por qué? 6. Las herramientas de roscar van desprovistas de ángulo de desprendimiento, aunque pueden tenerlo en uno de los procedimientos de roscado. ¿Por qué razón en unos casos puede tener este ángulo y en otros no? 7. Al retornar la herramienta a la posición inicial en el roscado, debe separarse de la pieza. ¿Por qué se retira la herra mienta al dar marcha atrás? Si ha de retroceder hasta el punto de partida, ¿no pasará por el mismo camino que ha abierto en su avance? 8. En todos los tornos hay ciertas partes que van lubricadas automáticamente (cabezal, caja de avances), mientras que otras deben engrasarse periódicamente. Hazte una relación de los puntos de engrase no automático del torno que utilizas normalmente, con indicación de la clase de lubricante. 79

F¡g. 9.1

Cilindrado.

Desarrollo del tema

Fig. 9.2 Cilindrado con herramienta rec ta. Fig. 9.3 Cilindrado con herramienta aco dada. Fig. 9.4 Cilindrado con herramienta de acabar en punta. Fig. 9.5 Refrentado.

1. OPERACIONES ELEMENTALES DE TORNEADO  /-Son aquellas que el operario realiza normalmente con mayor frecuencia y que, consecuentemente, son necesarias todas o casi todas de una forma sis temática en la mayoría de piezas a mecanizar. Estas operaciones elementales reciben los siguientes nombres: — Cilindrado — Refrentado — Ranurado — Troceado — Taladrado — Torneado interior 1.1 Cilindrado El cilindrado es aquella operación que consiste en obtener superficies de revolución de forma cilindrica (fig. 9.1).

Fig. 9.1

Esta operación suele efectuarse en pasadas sucesivas, en cuyo caso se le denomina desbaste, utilizándose para ello las herramientas de cilindrar rectas (fig. 9.2) y las acodadas (fig. 9.3). En la última de las pasadas la sec ción de viruta que se arranca es menor, precediéndose entonces al acabado de la superficie, empleando normalmente las herramientas de acabar en pun ta (fig. 9.4). Estas herramientas tienen además la ventaja de que tanto pue den trabajar a derecha como a izquierda, mientras que las otras citadas, no. El cilindrado se efectúa siempre dando el movimiento de avance con el carro longitudinal.

1.2 Refrentado El refrentado es la operación consistente en la obtención de superficies pla nas por medio del torneado (fig. 9.5).

Fíg. 9.4

80

Fig. 9.S

Cuando el refrentado es libre se utiliza la herramienta acodada de la figura 9.3. En los refrentados de diámetros escalonados se utilizan las herra mientas de refrentar en ángulo (fig. 9.6) y de refrentar de costado (fig. 9.7). Estas dos últimas son utilizadas para el cilindrado de los escalonamientos cuando éstos son de poca longitud y en el cilindrado de piezas de pequeño diámetro, ya que éstas flexan menos la pieza que las normales. La operación de refrentar se efectúa siempre con el carro transversal.

1.3 Ranurado El ranurado tiene por objeto el abrir acanaladuras cilindricas, ya sean sus paredes paralelas (fig. 9.8), para lo cual se emplean las denominadas herra mientas de ranurar; o bien oblicuas (fig. 9.9), utilizándose entonces las herra mientas de acanalar.

Fig. 9.8

Fig. 9.9

1.4 Troceado El troceado es la operación que consiste en cortar piezas por medio del tor neado. Esto se efectúa mecanizando una ranura hasta que llegue al centro de la pieza (fig. 9.10). Las herramientas que se utilizan son muy parecidas a las de ranurar, con la diferencia que son más estrechas.

r^.

Tanto en la operación de ranurar como en la de tronzar es aconsejable (especialmente en tornos viejos) trabajar con la herramienta en posición Invertida, ya que de esta forma se evitan sacudidas y vibraciones debidas al  juego del eje principal.

Fig. 9.10

Estos dos trabajos son efectuados dando la penetración o avance a la herramienta con el carro transversal.

1.5 Taladrado La operación de taladrar en el torno consiste en abrir agujeros cilindricos en las piezas utilizando brocas helicoidales (fig. 9.11) que se fijan, normalmente,

Fig. 9.6 Refrentado con herramientas de refrentar en ángulo. Fig. 9.7 Refrentado con herramientas de refrentar de costado. Fig. 9.8 Ranurado. Fig. 9.9 Ranurado de paredes oblicuas. Fig. 9.10 Troceado. Fig. 9.11

Fig. 9.11

Taladrado. 81

en el contracabezal; por medió del portabrocas las de pequeño diámetro (hasta 13 mm) y las de diámetros superiores se ajustan directamente o por medio de conos morse al eje del contracabezal, siendo necesario en ocasio nes fijar un perro de arrastre en el cuello de la broca y que se apoye encima del carro superior para evitar que gire (fig. 9.12).

Fig. 9.12 Taladrado con brocas de gran diámetro.

Fig. 9.12

Fig. 9.13 Cilindrado interior.

1.6 Torneado interior 

Fig. 9.14 Refrentado interior.

El torneado interior es aquel mecanizado que se efectúa en las paredes inter nas de un agujero o cavidad de una pieza.

Fig. 9.15  Ranurado interior. Fig. 9.16 Torneado con herramientas de forma.

En él podemos encontrarnos, al igual que en el torneado de superficies exteriores, que puedan efectuarse los siguientes trabajos: — Cilindrado interior — Refrentado interior — Ranurado interior La definición de cada uno de ellos es la misma que se ha visto ya para los respectivos de torneado exterior. Para el primero se emplean las herramientas de cilindrar interior (fig. 9.13), en el segundo, las de refrentar interior (fig. 9.14) y en el tercero, las de cajear interior (fig. 9.15).

2. TORNEADO DE FORMA Es la operación que consiste en obtener superficies de revolución de perfiles redondeados. Estos trabajos en el torno se centran generalmente en la meca nización de empuñaduras, empalmes cóncavos o convexos de dos superfi cies, cantos y fondos redondeados, etc. Cuando el radio a mecanizar es pequeño se emplean unas herramientas cuyo perfil coincide con el definitivo de la pieza, denominadas cuchillas de forma (fig. 9.16). Fig. 9.16

82

Si las formas a mecanizar son mayores, las herramientas utilizadas son

las cuchillas de perfilar en punta, haciendo la operación por pasadas sucesi vas y combinando los movimientos de avance y penetración de la herramien ta (fig. 9.17). En el torneado de forma es importante que las herramientas estén afila das sin ángulo de desprendimiento, ya que de lo contrario, la arista de corte tendría puntos a distintas alturas y ía forma obtenida sería inexacta al no cor tar por un igual en todo su perfil.

3. MOLETEADO

Fig. 9.17

Esta operación tiene por objeto mecanizar superficies rugosas, con acabado que dé buen aspecto, en aquellas piezas que han de ser manejadas a mano y con el fin de evitar que resbalen con el esfuerzo. Las herramientas utilizadas se denominan moletas y consisten en una o dos ruedecillas de acero templado, las cuales llevan grabadas unas estrías en la superficie exterior que pueden ser rectas o helicoidales. Estas ruedecillas van motadas en unos soportes a modo de portaherramientas, siendo fijos los que llevan moleta recta (fig. 9.18) y de cabeza orientable los de moletas helicoidades (fig. 9.19). El moleteado obtenido con las primeras se le denomina moleteado simple; el de las segundas recibe el nombre de moleteado cruza do.

Fig. 9.18

La operación se efectúa presionando las moletas contra la pieza y poniendo el carro longitudinal en marcha, tal y como se haría para cilindrar, con pequeño avance y lenta velocidad de rotación de la pieza. Los diámetros a moletear deben dejarse algo inferiores a la medida teó rica, con el fin de compensar el crecimiento del material producido en el tra bajo, durante el cual la refrigeración debe ser abundante.

Fig. 9.19

Debido a ios grandes esfuerzos que se realizan en la operación, es de suma importancia tener firmemente apretados, tanto el contracabezal como su eje, el portaherramientas y la herramienta.

4. TORNEADO EXCÉNTRICO Consiste en el mecanizado de superficies no concéntricas, es decir, de ejes paralelos pero no coaxiales (fig. 9.20). Para ello es necesario preparar la pie za, centrándola en el plato de garras independientes si se sujeta al aire (pie zas cortas) o mecanizando previamente los puntos de centraje si el montaje utilizado es entre puntos, siendo este último el método más empleado.

Fig. 9.17 Perfilado con herramientas en  punta. Fig. 9.18 Soporte para moleteado recto. Fig. 9.19 Soporte orientable para mole tear. Fig. 9.20

Torneado excéntrico.

Fig. 9.20

83

Fig. 9.21 Comprobación de la excentrici dad con reloj comparador. Fig. 9.22

Torneado cónico.

La excentricidad de toda pieza excéntrica, que es la distancia que hay entre ejes, se puede comprobar de un modo ríiuy exacto utilizando el reloj comparador (fig. 9.21). Al girar la pieza en una vuelta completa, la lectura nos indicará el doble de la excentricidad

Fig. 9.23 Datos de un cono.

Fig. 9.21

5. TORNEADO CÓNICO: DEFINICIONES El torneado cónico consiste en mecanizar en una pieza una superficie de revolución de forma cónica o troncoeónica, tanto exterior como interiormen te, utilizando para ello las herramientas normales de cilindrar o refrentar pro pias de ambos (fig. 9.22). —

A la hora de construir un cono (generalmente resulta ser un tronco de cono) es necesario conocer con exactitud todos los datos para que ello sea posible o, en su defecto, los imprescindibles para conseguirlos a través de un sencillo cálculo. En cualquier cono podemos distinguir los datos siguientes: a) Ángulo del cono b) Ángulo del vértice c) Conicidad d) Inclinación e) Dimensiones a) El ángulo d ei   cono(a)(fig. 9.23) es el formado por la generatriz co eje de la pieza.

Fig. 9.23

84

b) Ei ángulo del vértice es el formado por dos generatrices opuestas y equivale siempre a (2a) (fig. 9.23). c) La conicidad   es el aumento o disminución de diámetro por unidad de longitud, pudiendo expresarse en forma fraccionaria, decimal o en tanto por ciento. d) La inclinación es el aumento o disminución de radio por unidad de longitud, expresándose también en forma fraccionaria, decimal o en tanto por ciento. e) Las dimensiones  de un cono vienen dadas por el diámetro mayor (D), el menor (d) y la longitud (L)  (fig. 9.23).

6. CÁLCULO DE CONOS Partiendo del esquema de la (fig. 9.23) en el que conocemos sus dimensio nes D, d y L, el cálculo para averiguar el valor del ángulo a del cono sería el siguiente: Si trazamos una paralela al eje a partir del punto A, límite del diámetro menor, ésta cortará al diámetro mayor en el punto B, obteniéndose, por tan to, el triángulo rectángulo ABC. Empleando la función trigonométrica de la tangente tendremos que:

como:

tg a = BC BA BC = D - d

BA = L

D -d nos quedará:

D -d 2L

tg a =

o sea, que la tangente del ángulo del cono vendrá dada por la fórmula: tg a =

D-d 2L

Para hallar el valor de la conicidad actuaremos basándonos en la defini ción teórica, de manera que: El aumento o disminución de diámetro en toda la longitud del cono será D-d y consecuentemente, el valor por unidad de longitud vendrá dado por la fórmula:

Por el mismo procedimiento hallaremos el valor de la inclinación, de manera que el aumento o disminución del radio en toda su longitud será D—d, mien tras que la variación unitaria sería: D-d 2

D -d

o sea, que la inclinación viene dada por la fórmula: i -

D -d 2L

-------

Si comparamos las tres fórmulas obtenidas:

tg a = D - d 2L

D-d 2L

c = D -d

veremos que entre ellas existen las siguientes relaciones: c = 2i

tg a = i

tg a =—-— 9 2

Ejemplo de aplicación: Hallar el ángulo, la conicidad y la Inclinación de un cono cuyas dimensiones son las expresadas en la figura.

Solución: a) tg a =

D -d

5 8- 22

36

2L

2x54

10 8

= 0,333

5 8- 22

36

2

54

54

~3

b)

c=

D -d

c)

i=

D-d

58-22

36

2L

2 x 54.

10 8

a = 18° 25'

1

T

7. PRO CEDIMIE NTOS DE CONSTRUCCIÓN DE CONOS La mecanización de una superficie cónica en el torno puede hacerse por los siguientes procedimientos: — Por giro del carro superior — Por desplazamiento del contracabezal — Con dispositivo especial de regla-guía

7.1 Por giro del carro superior  El torneado cónico por giro del carro superior (fig. 9.24) se efectúa en conos exteriores de poca longitud y de cualquier conicidad, así como en toda clase de conos interiores.

Fig. 9.24 Torneado cónico por giro del  carro superior.

Fig. 9.24

86

El mayor inconveniente radica en que el movimiento de avance debe efectuarse manualmente y, por otra parte, al tener el carro superior un reco rrido relativamente corto, la longitud de los conos es también más limitada. A través de la graduación que lleva la plataforma giratoria del carro podemos conseguir el control del giro, ya que, un índice colindante con el borde de la plataforma es el que nos determinará la lectura en grados. Hay modelos de tornos que además llevan un nonio a ambos lados del índice, con lo cual la aproximación y exactitud del ángulo puede ser más exacta al dispo ner de mayor grado de apreciación.

Fig. 9.25. Fig. 9.26 Torneado cónico por desplaza miento del contracabezal. Fig. 9.27 Índices indicadores del despla  zamiento de! contracabezal.

7.2 Por desplazamiento del contracabezal El torneado cónico por desplazamiento del contracabezal se efectúa sola mente en conos exteriores y de pequeña conicidad de piezas montadas entre puntos. Tiene la ventaja de poder deslizarse con movimiento de avance auto mático del carro longitudinal, con lo cual pueden mecanizarse, sin problemas, conos de gran longitud. El desplazamiento lateral del contracabezal se consigue aflojando la tuerca que fija el cuerpo en la plataforma y actuando sobre dos tornillos situados a ambos lados de la misma. Al aflojar el de la derecha y apretar el de la izquierda, el cuerpo se desplaza hacia esta parte, con lo que el cono resul tará como el de la figura 9.25. Haciendo la misma operación pero a la inver sa, el cuerpo se desplazará hacia la derecha, con lo cual el cono mecanizado resultaría según la figura 9.26.

Fig. 9.25

Fig. 9.26

El control del desplazamiento del contracabezal se consigue gracias a unas señales o índices marcados en el cuerpo y en la plataforma respectiva mente, de manera que se yuxtaponen cuando el eje del contracabezal está alineado con el del cabezal y, el desplazamiento, por tanto, lo determinará la separación de los mismos (fig. 9.27).

Fig. 9.27

87

Para una mayor exactitud en este control se emplea el reloj compara dor, poniéndolo en contacto con el eje del contracabezal cuando éste está alineado, desplazándolo seguidamente hasta que la aguja Indicadora nos señale el valor correspondiente (fig. 9.28). Para hallar el valor del desplazamiento, observamos en la figura 9.29, que: Fig. 9.28

Fig. 9.28 Control del desplazamiento del  contracabezal por medio del reloj compa rador. Fig. 9.29 Datos para la deducción del  desplazamiento a dar al contracabezal.

Fig. 9.29

x = L ■sen a Por ser el ángulo a de un valor muy pequeño, haremos sen a ~ tg a por lo que, despreciando este Insignificante error tendremos: x = L ■tg a pero como: D -d 9 a =T T la fórmula que nos dará el valor del desplazamiento del contracabezal será:

Ejemplo de aplicación: ¿Cuál será el desplazamiento a dar al contracabezal para construir el cono de la figura: Solución:

x = L •

D -d 21

----------

= 100 ■

40 - d 2-75

= 100 ■

x = 3,33 mm

88

5 150

= 3,33

7.3 Con dispositivo regla-guía El procedimiento de torneado cónico con dispositivo regla-guía facilita el mecanizado con movimiento automático de piezas en serie, con superficies cónicas de cualquier longitud, exteriores o interiores. No obstante, el valor del ángulo de inclinación a construir no puede sobrepasar los 15o. Este dispositivo (fig. 9.30) está formado por un soporte (A) fijo en la parte posterior de la bancada sobre el que va montada una regla-guía (B) giratoria alrededor del eje (E), pudiéndose fijar en un ángulo determinado por medio de los tornillos (T).

Fig. 9.30

Sobre esta regla-guía puede deslizar un patín (C), el cual se hace solida rio al carro transversal mediante la placa ranurada (D), la fijación (F) y los tor nillos (T'). Para su funcionamiento es necesario liberar el carro trasnversal de su husillo, así como situar el carro superior a 90° para poder conseguir con él la penetración de la herramienta. Así, el recorrido de la herramienta en su des plazamiento de avance, coincidirá con el ángulo a que estará girada la reglaguía, ya que al movimiento del carro longitudinal le acompaña, regularmente, el desplazamiento del carro transversal.

Fig. 9.30 Dispositivo regla-guía. Fig. 9.31 Esquema del fundamento de la generación de una rosca en el torno.

f f i üejZI

8. ROSCADO EN EL TORNO En los trabajos de torneado, la punta de la herramienta traza sobre la superfi cie de la pieza, una hélice. Si damos la forma adecuada a la punta de la cuchilla, así como el avance correspondiente, la hélice que se nos mecanizará será una rosca del mismo perfil que el de dicha cuchilla y de paso igual a su avance (fig. 9. 31).

í  Fig. 9.31

Teniendo en cuenta que para estos trabajos, el movimiento de avance al carro longitudinal se lo proporciona el eje de roscar, el paso a construir estará siempre en relación con el paso del husillo de roscar y, en consecuen cia, también lo estarán las vueltas que darán la pieza y husillo respectivamen te. O.sea que, por ejemplo, si queremos construir una rosca de 2 mm de paso en un torno cuyo husillo es también de 2 mm de paso, por cada vuelta que dará la pieza, el husillo la dará igualmente; mientras que, si el paso a cons truir fuera de 1 mm, el número de vueltas que daría la pieza sería, doble que las que diera el husillo. 89

Para conseguir esta relación se hace necesario el empleo de las ruedas de la lira, que, tal como se viera en el tema anterior, son las que transmiten el movimiento del eje principal al husillo de roscar. La relación entre el número de dientes de la ruedas a montar en la lira y los pasos respectivos de pieza y husillo se calcula haciendo: Paso a construir

Ruedas conductoras

Paso del husillo

Ruedas conducidas

Todos los tornos llevan un juego de ruedas de recambio cuyos números de dientes varían, según el fabricante, por lo que, para la elección de las mis mas, deberemos tener en cuenta las que se disponen, después de realizado el cálculo previo anteriormente descrito que se basa en la simplificación de los quebrados. En el mecanizado de roscas en el torno pueden presentarse los siguien tes casos generales: a) Que el paso a construir sea métrico y el del husillo también. b) Que el paso a construir sea Wh ltwort h y el del husillo de roscar métrico. c) Que el paso a construir sea métrico y el paso del husillo sea Whltworth. d) Que el paso a construir sea Wh ltwort h y el del husillo también. Según la relación existente entre los dos pasos, el montaje a efectuar en la lira podrá hacerse normalmente con dos o cuatro ruedas. Veamos a continuación un ejemplo númerico de cada uno de los cuatro casos expuestos, suponiendo que el torno dispone de las siguientes ruedas: 25-25-30-40-50-60-70-80-90-100-110-120-125-127 dientes Ejemplos de aplicación: a) ¿Qué ruedas montaríamos en Ia lira de un tomo cuyo husillo es de 5 mm  paso para construir una rosca de 1,5 mm de paso?  Solución: 1,5

Pe

15

"PÍT

30

50

10

100

Ruedas conductoras = 30 Ruedas conducidas = 100

b) ¿Cuáles serían las ruedas a montar en el torno del ejercicio anterior si la r  ca a construir debe tener un paso de 8 hilos por pulgada?  Solución:

Z=127 25,4 Pe

"PÍT

8 5

2 5 ,4 8x 5

127 x 1

127 x 25

100x2

100x50

25,4

254

127

40

400

200

Z=2 5 H

Z=1fifi= Ruedas conductoras = 127 y 25 Ruedas conducidas = 100 y 50

Zr 50

c) Determinar el montaje de ruedas necesario para construir una rosca de 2,5  mm en un torno cuyo husillo tiene 4 hilos por pulgada de paso. Solución:

Z=50

Pc

_

Ph

25

_ 10

25,4

_

25,4

100 _ 254

50

intermedia

127

Z = 127

Ruedas conductoras = 50

—

Ruedas conducidas = 1 2 7

d) En el torno dei ejercicio anterior queremos construir una rosca de 22 hitos  por pulgada de paso. ¿Qué ruedas necesitaremos?  Solución: Z= 40

1" Pc

22

~Ph"

1

2

4 ~

22

~

Ti

2x1

20 x 1

11 x 1

110x1

Zr 50

Z=100

4 40 x 1

40x50

110x2

110 x 100 Ruedas conductoras = 40 y 5 0

Z = 110

Ruedas conducidas = 110 y 100

Cualquier paso que nos determine las ruedas montadas en la lira, puede multiplicarse en tantos como posiciones tenga la palanca de la caja de avan ces para roscas métricas y otros tantos para roscas Whitworth, teniendo en cuenta que en todas las cajas existe una posición de las palancas en la cual, su acción queda anulada por tener sus engranajes la relación de transmisión igual a 1. Las ruedas a montar en la lira, así como las posiciones de las palancas, para la construcción de un gran número de pasos métricos y Whitworth (los más corrientes) vienen determinadas en una placa perfectamente visible y situada en las proximidades de la caja de avances (fig. 9.32), lo cual ahorra al

Fig. 9.32 Tabla de pasos de rosca. 91

operario de efectuar los cálculos descritos anteriormente, los cuales, como bien puede deducirse, están realizados sin contar con la caja de avances, o lo que es lo mismo, suponiendo que está anulada.

9. HERRAMIENTAS DE ROSCAR Las herramientas utilizadas en el roscado deben tener la punta afilada de la misma forma que el vano de la rosca y con el mismo ángulo (fig. 9.33). Al igual que las herramientas de forma, no tienen ángulo de desprendimiento, excepto para aquellos trabajos en que se da penetración oblicua a la herra mienta, en cuyo caso puede afilarse con un pequeño ángulo de desprendi miento lateral.

Para que la rosca resulte precisa es muy importante colocar la herra mienta correctamente, procurando que el eje de simetría de la misma quede perpendicular con la generatriz de la superficie a roscar, empleándose para ello las denominadas plantillas de roscas (fig. 9.34).

Fig. 9.33 Herramientas de roscar. Fig. 9.34 Centrado de la herramienta de roscar. Fig. 9.35 Roscado por desplazamiento de! carro transversal.

10. PROCEDIMIENTOS DE ROSCADO CON CUCHILLAS El roscado en el torno paralelo utilizando cuchillas (en ocasiones se hace también con terrajas) se realiza por pasadas sucesivas hasta conseguir las dimensiones adecuadas. Éstas pueden darse por medio del carro transversal, con lo cual la herramienta corta por un igual por todas las aristas de corte de la misma (fig. 9. 35) o bien, utilizando el carro superior, después de girarlo en

Fig. 9.35

92

un ángulo igual al complemento del semiángulo de la rosca, efectuando entonces la herramienta el corte por una sola arista (rosca triangular) (fig. 9.36) o por dos (rosca trapezoidal). El primero de estos procedimientos se usa generalmente en roscas triangulares de pasos reducidos y en roscas cuadradas, mientras que el segundo es muy indicado para roscas trapezoidales y roscas triangulares de pasos grandes. Al finalizar cada pasada es preciso que la herramienta vuelva a la posi ción inicial, de forma que al dar la siguiente, ésta siga por el mismo surco que la anterior ha descrito. El sistema más general de proporcionar el retroceso a la herramienta hasta su posición inicial es inviniendo el sentido de giro del eje principal, al finalizar la pasada (se consigue fácilmente accionando el interruptor o palan ca de puesta en marcha), sin necesidad de desembragar el husillo de roscar y previa separación de la herramienta de la pieza. No obstante, este procedimiento presenta un gran inconveniente cuan do se trata de mecanizar roscas de considerable longitud, puesto que se pier de mucho tiempo durante el retroceso. En estos casos se emplean otros pro cedimientos cuyo estudio se verá en cursos superiores.

11. NORMAS DE USO Y CONSERVACIÓN Dada la versatilidad de trabajos que en el torno pueden efectuarse y a la rela tiva peligrosidad y riesgos que encierran las máquinas que disponen de movi mientos a grandes velocidades, la enumeración de normas a tener en cuenta en la utilización y manejo del torno, así como su conservación, sería muy extensa, por lo cual, en este texto solo citaremos las principales: — Abstenerse de efectuar los cambios de velocidad con la máquina en marcha. — Evitar los golpes en las guías de la bancada, así como la acumula ción de virutas u otros trozos de material que puedan obstruir los desplaza mientos de los carros. — Limpiar la rosca del plato y del extremo del eje principal antes de su montaje. — Para centrar una pieza en el plato no debe hacerse a martillazos cuando está fuertemente cogida a él, pues va en perjuicio de las garras y la rosca en espiral del plato. —. Evitar el empleo de tubos para alargar el brazo de palanca de las lla ves para apretar el plato. — Tener bien fijado el contracabezal cuando se cilindra entre puntos y el eje debe estar bloqueado. — Cuando se tornea entre puntos hay que vigilar y corregir la holgura que coge el contrapunto, especialmente en los comienzos del trabajo. — No tratar de enderezar una pieza colocada entre puntos. Se defor marían o romperían, sobre todo las de metal duro. — Cuando al cilindrar la pieza, ésta vibra, estando perfectamente ajus tado el contrapunto, hay que cambiar el avance. — Las cuchillas deben montarse siempre a la misma altura de los cen tros, procurando que sobresalgan poco de la torreta portaherramientas. — Durante el trabajo no debe pararse la máquina sin antes haber desembragado el movimiento de avance, ya que de lo contrario se rompe con facilidad la punta de la herramienta. — Cuando se emplea refrigeración en el trabajo, procurar que ésta sea abundante y continua, de lo contrario corremos el riesgo de que las piezas se deformen o aparezcan grietas. — Al'trabajar con una herramienta invertida existe el peligro de que el plato se desenrosque, ya que esta posición lo favorece. Es aconsejable en estos casos montar una torreta en la parte posterior para la colocación de la herramienta.

Fig. 9.36 Roscado por desplazamiento del carro superior.

93

— Es conveniente que el operario trabaje con las mangas subidas y desprovisto de anillos, pulseras y demás elementos que entrañen el peligro de posibles atrapes con los órganos en movimiento. — Utilizar gafas o pantalla protectora, especialmente cuando se trabaje material de viruta quebradiza. — Retirar las virutas con un gancho apropiado y jamás con las manos. Podemos producirnos cortes y quemaduras. — No comprobar con el dedo el acabado de una superficie cuando la pieza está en movimiento. — Tener mucho cuidado al limpiar las roscas interiores ya que es muy peligroso. — No efectuar mediciones hasta que la pieza esté completamente parada. — Tener la herramienta suficientemente retirada al efectuar las medi ciones para evitar cortes al rozar la mano del operario. — No trabajar con velocidades elevadas cuando se mecanizanpiezas excéntricas y piezas montadas en plato plano. — En el torneado excéntrico, asegurarse de tener la herramienta sufi cientemente retirada antes de poner en marcha el torno. — Mantener a nivel adecuado aquellas partes que selubrifican por baño de aceite. — Engrasar periódicamente todos aquellos órganos que no tienen engrase automático, utilizando el aceite o grasa adecuados. — Mantener limpia la máquina y en buen estado. El buen aspecto de la misma habla mucho en favor del operario.

Tema 10. Fresadora universal

OBJETIVOS — — — —

Conocer la finalidad de la fresadora universal. Conocer la terminología normalizada de la fresadora. Comprender la función de cada una de las partes principales. Adquirir los conocimientos fundamentales sobre la forma de transmitirse los movimientos de la fresadora. — Conocer los principales accesorios para trabajos en la fresadora y su fun cionamiento. — Conocer los distintos procedimientos de sujeción de piezas en la fresadora para ser mecanizadas.

PRÁCTICAS BÁSICAS DEL TEMA C-9 Montaje de pieza en tornillo de máquina. C-8 Montaje por medio de bridas. A-8 Montaje en aparato divisor.

CUESTIONARIO TEÓRICO 1. Fresadora universal. Generalidades 2. Terminología normalizada 3. Partes principales de una fresadora 3.1 Bancada 3.2 Puente 3.3 Eje principal 3.4 Ménsula, carro portamesa y mesa 4. Cadena cinemática 5. Accesorios importantes de la fresadora 5.1 Eje portafresas 5.2 Cabezal universal 5.3 Divisor universal 6. Montaje de piezas 6.1 En tornillos de máquina 6.2 Directamente sobre la mesa 6.3 Con escuadra o cubos 6.4 Con aparato divisor

FICHA GUÍA Examina detenidamente la máquina y su funcionamiento, así como los distintos montajes que en ella realices y, con el asesoramiento de los conceptos expuestos en el presente tema, trata de resolver estas cuestiones: 1. La transmisión del movimiento de la caja de avances a la mesa y carro portamesa la efectúa un eje telescópico con rótulas cardán en sus extremos. ¿Qué pasaría si este eje no fuera extensible? ¿Podríamos en este caso dar movi miento automático a la mesa? ¿Por qué? 2. El puente de la fresadora tiene una función específica que lo hace imprescindible en uno de los tipos de montajes de fresas, en cambio, en otros no es necesario. ¿Cuáles crees que son uno y otros? 3. Analiza el procedimiento de montaje que utilices en el mecanizado de la •parte fresada de la pieza C-8 y determina, ¿qué tipos de montaje admite? ¿Cuál crees que resulta más favorable? 4. Suponiendo que en la fresadora tenemos montado el aparato divisor con un plato cuyos círculos son de 15, 16, 17, 18, 19 y 20 agujeros, haz el cálculo del giro a dar a la manivela para construir los dientes de las piezas D-15 y D-16. 95

Desarrollo del tema 1. FRESADORA UNIVERSAL. GENERALIDADES Las fresadoras son máquinas herramientas empleadas en la conformación de piezas de variadísimas formas y características, mediante el arranque de material producido por una herramienta provista de dientes cortantes, deno minada fresa, que está animada de un movimiento de rotación sobre su eje (Me) y el desplazamiento lineal ó circular de la pieza (Ma) (fig. 10.1). Las fresadoras pueden ser: horizontales, verticales y universales. Fig. 10.1

Las fresadoras horizontales  trabajan únicamente con fresas montadas sobre un eje horizontal. Las fresadoras verticales solamente pueden trabajar con fresas monta das sobre un eje vertical orientable. Las fresadoras universales son una combinación de las dos anteriores, por lo cual, las fresas pueden montarse en uno u otro eje, ya que puede dis poner de los dos. Con este tipo de fresadora pueden realizarse, generalmen te, la mayoría de trabajos susceptibles de efectuarse con los tipos antes men cionados. Al estudio de esta última dedicaremos el presente tema.

2. TERMINOLOGÍA NORMALIZADA La denominación normalizada de los distintos órganos que componen la fre sadora universal son los siguientes (fig. 10.2): Fig. 10.1 Movimientos fundamentales en el fresado. Fig. 10.2 Terminología normalizada de la fresadora.

Fig. 10.2

A. B. C. D. E. F. 96

Bancada Puente Eje principal Ménsula Carro portamesa Mesa

1. Caja de velocidades 2. Caja de avances 3. Eje portafresas 4. Soporte del eje portafresa 5. Tirante de fijación 6. Eje de transmisión de avance 7. Husillo soporte de la ménsulc

3. PARTES PRINCIPALES DE UNA FRESADORA En una — — — — — —

fresadora podemos distinguir las siguientes partes principales: Bancada Puente Eje principal Ménsula Carro portamesa Mesa

3.1 Bancada Es una pieza sólida de fundición en la que podemos distinguir dos partes: la base o pie y el cuerpo. La primera se fija en el suelo y sirve de bandeja y a la vez de depósito para recoger el líquido utilizado en la refrigeración. El cuerpo (fig. 10.3) es hueco y en su interior van alojados los órganos de transmisión y regulación del movimiento (caja de velocidades y caja de avances). En las partes superior y anterior respectivamente, lleva mecanizadas unas guías en cola de milano sobre las que pueden desplazarse el puente y la mesa respec tivamente.

3.2 Puente Es un soporte de fundición, de forma alargada, que se desliza por las guías de la parte superior del cuerpo (fig. 10.4), pudiendo fijarse en cualquier posición mediante los tornillos de fijación (T). Es portador, a su vez, de otro soporte (4) que sirve de apoyo del extremo libre del eje portafresas (3) para evitar su flexión.

Fig. 10.3

Fig. 10.3 Cuerpo de una fresadora. Fig. 10.4 Puente. Fig. 10.5 Eje principa!.

Fig. 10.4

3.3 Eje principal Es un eje hueco, montado horizontalmente en la parte superior del cuerpo, al que lo atraviesa (fig. 10.5). El extremo anterior termina en un agujero cónico, en el cual se montan el eje portafresas, el cabezal universal, pinzas, etc., los cuales se sujetan mediante un tirante (5) que se enrosca en ellos y que se introduce por el extremo posterior.

El eje principal recibe el movimiento directamente de la caja de veloci dades y a su vez lo transmite a los accesorios que a él pueden acoplarse, pro porcionando de este modo el movimiento de corte a las fresas que se montan en ellos. 97

3.4 Ménsula, carro portamesa y mesa La ménsula (fig. 10.6) es un bloque prismático que se desliza sobre las guías verticales del cuerpo, pudiendo inmovilizarse a cualquier altura mediante unos tornillos de fijación. En su parte superior lleva mecanizadas unas guías horizontales en cola de milano, sobre las que puede desplazarse el carro por tamesa. Unos tornillos fijan este carro en la posición que se desee.

Fig. 10.6

Fig. 10.6 Ménsula. Fig. 10.7 Carro portamesa y mesa.

Encima del carro portamesa se halla situada la mesa (fig. 10.7), la cual puede orientarse al girar sobre la plataforma en que va montada. Puede desplazarse a derecha o izquierda sobre unas guías en cola de milano.

0

Fig. 10.7

La superficie de la mesa es rectangular, en forma alargada y lleva mecanizadas unas ranuras en forma de T para facilitar los diferentes monta  jes de piezas sobre ella. Al igual que las anteriores, la mesa puede fijarse en cualquier posición mediante unos tornillos de fijación. Por medio de la ménsula conseguimos el movimiento de penetración (Mp), mientras que con el carro portamesa y, especialmente con la mesa, obtenemos el movimiento de avance (Ma).

4. CADENA CINEMÁ TICA Al igual que ya se viera en el torno, la cadena cinemática es aquel conjunto de órganos y elementos que transmiten los movimientos característicos. 98

El movimiento parte de un motor (M) (fig. 10.8) y después de ser regu lado en la caja de velocidades (CV) pasa al eje principal (C) y de ahí, al órgano portador de la herramienta, con lo cual conseguimos la rotación de las fresas. Al mismo tiempo podemos llevar el movimiento a la caja de avances (CA), ya sea directamente, a partir del motor, o bien a través del eje principal, regulán dose el movimiento de avance que se transmite al carro portamesa y a la mesa, respectivamente, por medio de un eje de transmisión telescópico equi pado con rótulas cardán en sus extremos.

Fig, 10.8 Esquema de la cadena cinemá tica de la fresadora. Fig. 10.9 Embrague de los movimientos de avance. Fig. 10.8

Las cajas de velocidades empleadas en la fresadora son, generalmente, del tipo monopolea. Sólo los modelos antiguos suelen utilizar el sistema conopolea. Las cajas de avances de la fresadora pueden ser, al igual que en el tor no, de dos tipos: — De piñones móviles — De cono de piñones Tanto el desplazamiento de la ménsula como el del carro portamesa y el de la mesa, se basan en el mecanismo de husillo y tuerca. Normalmente, la ménsula no dispone de movimiento automático; si bien el carro portamesa sí suele tenerlo. Sin embargo, en todos los modelos la mesa siempre dispone de movimiento automático. La función del eje telescópico, con una rótula en cada extremo (fig. 10.8), es la de proporcionar el movimiento de avance, cualquiera que sea la posición de la ménsula o del carro portamesa. El embrague del movimiento de avance a la mesa y al carro portamesa, se efectúa por medio de las palancas (P) y (P') respectivamente (fig. 10.9), pudiendo conseguirse el desembrague automático gracias a unos topes (H) y (H') que, colocados en sitios apropiados accionan, al finalizar el recorrido, a unos pivotes (R).

5. ACCESORIOS IMPORTANTES DE LA FRESADORA Por la importancia que tienen y su repercusión en los trabajos que en la fre sadora pueden realizarse, estudiaremos a continuación los siguientes acce sorios: — Eje portafresas — Cabezal universal — Divisor universal

Fig. 10.9

99

5.1 Eje portafresas

r r v y |. ^

Es un accesorio de acero tratado y rectificado (fig. 10.10). En un extremo, lle va un cono que se ajusta en el eje principal, y una rosca interior en la que se introduce el tirante para su fijación. Al final del cono, en su parte más gruesa, lleva una plataforma (M) con dos ranuras que ajustan en los topes de arrastre del eje de la máquina. En su cuerpo lleva mecanizada una ranura longitudinal con una lengüe ta de ajuste para asegurar el giro de la fresa. La fijación de la misma se consi gue mediante una tuerca roscada en su otro extremo, y su posición sobre el eje se puede graduar con una serie de anillos que lleva acoplados.

Fig. 10.10

En el eje portafresas pueden montarse todo tipo de fresas provistas de un agujero central del mismo diámetro (fresas cilindricas, fresas de ranurar, fresas de forma, fresas bicónicas, etc.).

5.2 Cabezal universal El cabezal universal es un accesorio con el cual podemos conseguir cualquier posición del eje de la fresa (fig. 10.11). Se acopla al eje principal y se fija por medio de tornillos en la parte anterior del cuerpo. Está formado por dos plataformas orientables graduadas; una vertical (V) y otra (P) perpendicular a la anterior. El movimiento del eje principal se transmite al eje de la fresa por medio de ejes perpendiculares con piñones cónicos acoplados (fig. 10.12).

Fig. 10.11

El cabezal universal admite la colocación de todo tipo de fresas con mango cónico (fresas frontales con vástago, fresas en T, etc.), así como man gos portafresas, portabrocas, brocas, escariadores, pinzas, etc.

5.3 Divisor universal El divisor universal es un accesorio básico de la fresadora cuando se trata de efectuar mecanizaciones equidistantes (tallado de piñones, fresas y demás herramientas dentadas, piezas prismáticas, etc.), al poder proporcionar con él un giro a la pieza que lleva montada (fig. 10.13). Fig. 10.12

Fig. 10.13

Fig. 10.10 Eje portafresas. Fig. 10.11

Cabezar universal.

Fig. 10.12 Esquema de Ia transmisión en el cabezal universal. Fig. 10.13 Divisor universa!. 10 0

Está formado por un cabezal (A) y un contracabezal (B), y ambos se fijan a la mesa. El cabezal lleva un eje sobre el cual se coloca un plato de garras o un plato de arrastre al aire con su correspondiente punto según el tipo de traba  jo, pudiendo orientarse al girar sobre una cuña donde descansa. La posición exacta es fácil de determinar por medio de la graduación circular que lleva grabada.

El contracabezal hace prácticamente la misma función que el del torno, o sea, que posibilita el montaje de piezas entre puntos. El funcionamiento del divisor universal se basa en un mecanismo de engrane de piñón (P) y tornillo sin fin (S) (fig. 10.14). Una manivela (M) hace girar al eje donde va solidario el visinfín y al engranar con el piñón montado en el eje del cabezal, éste hace lo propio y, por consiguiente, la pieza también girará. Para dar fracciones de vuelta a la pieza se emplea un plato provisto de círculos de agujeros equidistantes (C) que está fijo en el cabezal del divisor. Por medio de dos reglillas (D) montadas a frotamiento sobre el eje del plato, entre éste y la manivela, y que pueden fijarse en cualquier ángulo, se señala el número de agujeros a pasar y que corresponderán a una determinada frac ción de vuelta. La manivela lleva un pestillo (E) que se introduce en los aguje ros del plato con el fin de evitar el giro durante el trabajo. Al girar la manivela, la pieza también lo hará, pero con una relación igual a la de transmisión entre piñón y visinfín. A esta relación se le denomina constante K del divisor y su valor suele ser 40. En consecuencia, la constante K es igual al número de vueltas que daremos a la manivela para girar la pieza una vuelta completa. En la práctica, para hallar el giro a dar a la manivela para conseguir un número N de divisiones equidistantes en una pieza, haremos: K  X  = 1 T 

Al aplicar esta fórmula pueden presentarse tres casos: 1 ° Que el resultado del quebrado sea un número entero. En este caso se girará la manivela tantas vueltas enteras como unida des tenga dicho número. 2.° Que el resultado sea un quebrado propio. Escogeremos un plato que tenga un círculo con tantos agujeros como unidades tiene el denominador y giraremos la manivela, con el pestillo enca rado con dicho círculo, un número de agujeros equivalente al número de uni dades que tiene el numerador. 3 ° Que el resultado sea un quebrado Impropio, o sea, un número mixto. El giro a dar a la manivela será de tantas vueltas completas como uni dades tiene la parte entera y, además una fracción de vuelta que viene deter minada por la parte fraccionaria, con la cual se procede como en el caso anterior.

Fig. 10.14 Esquema del funcionamiento del divisor universa!.

Veamos a continuación, un ejemplo numérico de cada uno: a) ¿Cuál será el giro a dar a la manivela de un divisor universal cuya constante es K = 40, para construir un prisma pentagonal?  Solución:

40 5

=8

La manivela deberá dar 8 vueltas utilizando cualquier plato. b) Averiguar el giro a dar en el mismo aparato anterior para construir un piñón de 45 dientes. Solución:

40

|6

45

18

Giraremos 16 agujeros de un círculo de 18 agujeros. c) Hallar el giro a dar a la manivela del divisor universal anterior para construir  un prisma exagonal regular. Solución: K

~Ñ"

40

4

= T =6T

6

12 -----

18

La manivela girará 6 vueltas y 12 agujeros de un círculo de 18. 101

6. MONTAJE DE PIEZAS

El montaje de piezas en la fresadora depende fundamentalmente de su forma y tamaño, así como del tipo de trabajo que en ellas debe realizarse. Los pro cedimientos esenciales de montaje pueden ser: — En tornillos de máquina — Directamente sobre la mesa — Con escuadras o cubos — Con aparato divisor

6.1 En tornillos de máquina El montaje en tornillos de máquina se efectúa en trabajos unitarios de piezas prismáticas de pequeño tamaño. Se fijan a la mesa por medio de unos torni llos de fijación. Existen varios tipos de tornillos de máquina, siendo los más empleados: a) Tornillos de máquina ordinarios  (fig. 10.15) b) Tornillos de máquina giratorios  (fig. 10.16) c) Tornillos de máquina inclinables  (fig. 10.17)

Fig. 10.16

Los primeros, una vez fijados en la mesa no pueden adoptar ninguna otra posición. Los segundos pueden girar sobre una plataforma graduable paralela a la base. Los terceros, además de la posibilidad de movimiento giratorio del tipo anterior, pueden inclinarse según un plano perpendicular a la base. Estos dos últimos permiten mecanizados angulares en las piezas que llevan sujetas, cosa que no es posible en los primeros.

6.2 Directo sobre la mesa Se efectúa el montaje directo sobre la mesa en todos aquellos mecanizados unitarios de piezas grandes, prismáticas o de formas irregulares (fig. 10.18). Fig. 10.17

Fig. 10.15 Tornillos de máquina ordina ríos. Fig. 10.16 Tornillos de máquina girato ríos. Fig. 10.17 Tornillos de máquina indina bles. Fig. 10.18 mesa.

Montaje directo sobre ia

En las figuras 10.19 y 10.20 podemos ver los modelos más corrientes de estas bridas, junto a algunos ejemplos de montajes.

Cuando las piezas tienen la superficie de referencia mecanizada, ésta se apoyará directamente sobre la mesa, de lo contrario será necesario el empleo de topes de apoyo o calzos.

6.3 Con escuadras o cubos El montaje con escuadras o cubos se presenta en algunas ocasiones cuando se trata de mecanizar piezas grandes, de formas irregulares, en posición ver tical u horizontal.

Fig. 10.19 10.20 Diferentes tipos de ¿r;(/as y f¡e m0 nta]es

10 3

6.4 Con aparato divisor  Se montan en el aparato divisor todas aquellas piezas en las cuales deben efectuarse mecanizados equidistantes. Normalmente, estas piezas suelen ser de revolución y los montajes en este aparato son parecidos a los del torno: a) Al aire (fig. 10.21) b) Entre puntos (fig. 10.22) c) Con mandriles (fig. 10.23) Una particularidad Importante del montaje al aire es la de permitir mecanizados en ángulo; por otra parte, utilizando mandriles se posibilita el trabajo de varias piezas a la vez.

Fig. 10.21 Montaje al aire en aparato divisor. Fig. 10.22 Montaje entre puntos en apa rato divisor. Fig. 10.23 Montaje con mandriles en aparato divisor. 10 4

Tema 11. Trabajos de fresado

OBJETIVOS — — — — — — —

Saber distinguir entre fresado tangencial y frontal. Saber distinguir entre fresado en oposición y en concordancia. Conocer el objeto del planeado y sus procedimientos. Conocer el objeto del ranurado, sus tipos y procedimientos de fresado. Saber la aplicación del taladrado y escariado en la fresadora. Aquirir unos conocimientos generales sobre el fresado de forma. Conocer las principales normas de uso y conservación de ia fresadora.

PRÁCTICAS BÁSICAS DEL TEMA D-12 Fresado frontal C-12 Fresado tangencial y ranurado D-15 Ranurado de forma

CUESTIONARIO TEÓRICO 1. Fresado. Casos generales 1.1 Fresado tangencial 1.2 Fresado frontal 2. Planeado. Herramientas 2.1 Fresas cilindricas 2.2 Fresas cilindricas acopladas 2.3 Fresas cilíndrico-frontales 2.4 Platos de cuchillas 3. Ranurado. Herramientas 3.1 Ranurado abierto 3.2 Ranurado cerrado 3.3 Ranurado de chavetas 3.4 Ranurado de forma 4. Aserrado. Herramientas 5. Taladrado y escariado. Herramientas 6. Fresado de forma. Herramientas 7. Normas de uso y conservación de la fresadora

FICHA GUÍA Entre las cuestiones expuestas en el presente tema y las que hayas podido deducir o encontrar en la práctica, busca las soluciones adecuadas a los siguientes problemas: 1. El fresado se divide en dos casos generales: frontal y tangencial. En el caso de planear una superficie, ¿cuál de los dos nos dará mayor grado de planitud y cuáles crees que son las causas? 2. Trabajando con fresas de dientes helicoidales o rectos, el avance que podremos dar a la pieza variará. ¿Con cuáles puede ser mayor el avance y por qué? 3. En la pieza C-10 interviene, entre otros trabajos, el fresado. ¿Qué denominación normalizada de fresas pedirías al almacén para efectuar los correspondientes mecanizados? 4. Si en una^pieza tuvieras que mecanizar varios agujeros con una distancia precisa entre sus centros, ¿cómo actua rías?. Haz un ejemplo numérico utilizando como modelo la pieza C-8. 5. Existen uños trabajos de fresado que en ocasiones presentan serias dificultades de mecanizado, debido a que la fresa trabaja mitad en oposición y mitad en concordancia. ¿Cuáles son estos trabajos? 6. Las fresas sierra pueden tener distinto número de dientes, o sea, distinto paso. Ahorabien, ¿qué influencia crees que este factor tiene sobre el trabajo? 10 5

Desarrollo del tema 1. FRESADO. CASOS GENERALES En los distintos trabajos a efectuar en la fresadora pueden presentarse dos casos generales de fresado: — Fresado tangencial — Fresado frontal

1.1 Fresado tangencial Fig. 11.1

Cuando una fresa corta por los dientes de la periferia, el fresado se denomina tangencial (fig. 11.1). Éste a su vez, puede ser en oposición o en concordan cia  (fig. 11.2), según que los movimientos de giro de la herramienta y de

Fig. 11.2

Fig. 11.1 Fresado tangencial. Fig. 11.2 Fresado en oposición y en concordancia. Fig. 11.3 Fresado frontal.

avance de la pieza sean opuestos o en el mismo sentido respectivamente. El fresado en concordancia favorece el arrastre de la mesa al girar la fresa, faci litado por el juego existente entre husillo y tuerca, con lo cual, tienden a clavarse los dientes, con el consiguiente riesgo de rotura.Por todo ello, el más indicado es el fresado en oposición.

1.2 Fresado frontal El fresado frontal es aquel en que el corte es producidopor los dientes dis puestos en la superficie plana de la fresa (fig. 11.3). En este fresado, la mitad de la fresa actúa en oposición y la otra mitad en concordancia.

Fig. 11.3

10 6

2. PLANEADO. HERRAMIENTAS

El fresado planeado tiene por objeto mecanizar superficies planas por medio de fresas adecuadas, las cuales pueden ser: — Fresas cilindricas — Fresas cilindricas acopladas — Fresas cilíndrico-frontales de planear — Platos de cuchillas

2.1 Fresas cilindricas Se utilizan en planeados de superficies libres (fig. 11.4); se montan en el eje portafresas y pueden ser de dientes rectos o helicoidales, siendo estas últi mas las que hacen un trabajo más fino. Las fresas cilindricas de dientes helicoidales deben montarse de mane ra que los esfuerzos axiales producidos en el corte vayan en dirección al eje principal, para evitar así el riesgo de que se desenrosque el eje portafresas (fig. 11.5).

Fig. 11.4 Planeado con fresa cilindrica. Fig. 11.5

Fig. 11.5 Montaje de fresas cilindricas helicoidales. 107

2.2 Fresas cilindricas acopladas Son juegos de dos fresas cilindricas helicoidales que se diferencian de las anteriores en el ángulo de la hélice (en éstas, es mayor) y en el número de dientes que es menor. Se colocan en el eje portafresas y deben acoplarse con las inclinaciones de los dientes en sentidos opuestos para eliminar los esfuer zos axiales que produce la Inclinación de la hélice sobre el eje principal (fig. 11 . 6 ).

Las fresas así acopladas se utilizan en trabajos en los que deban reali zarse fuertes desbastes.

2.3 Fresas cilíndrico-frontales Estas fresas se montan en los mangos portafresas (fig. 11.7) y se emplean en toda clase de planeados. La operación debe realizarse por pasadas sucesivas y siempre de forma que el eje de la fresa no coincida con la línea media de la superficie que se trabaja, sino ligeramente desplazada (fig. 11.8). El motivo de este desplaza miento es el de conseguir que la fresa trabaje en oposición mayor superficie que en concordancia.

Cuando la superficie a mecanizar es menor que el diámetro de la fresa, el trabajo puede hacerse con una sola pasada, pero siempre teniendo en cuenta la norma dada anteriormente. Fig. 11.7

2.4 Platos de cuchillas Están formados por cuchillas simples, generalmente de metal duro, inserta das en un plato que se coloca en un mango portafresas (fig. 11.9), el cual puede montarse directamente en el eje principal o bien en el eje del cabezal universal.

Fig. 11.6 Planeado con fresas cilindricas acopiadas. Fig. 11.7 Planeado con fresas cilindricofrontales. Fig. 11.8 Posición de trabajo de ia fresa cilíndrico-frontal respecto a la pieza en el   planeado. Fig. 11.9 Planeado con plato de cuchi llas. 10 8

Fig. 11.9

Estos platos constituyen la herramienta ideal de planeado en trabajos de gran producción. Para los platos de cuchillas Insertadas son válidas las mismas normas expuestas anteriormente en las fresas cilíndrico-frontales de planear, en lo que a su posiclonado respecto a la pieza se refiere.

3. RANURADO. HERRAMIENTAS

El fresado ranurado tiene por objeto mecanizar toda clase de ranuras o cajea dos en una pieza, siendo los de mayor importancia: — Ranurado abierto — Ranurado cerrado — Ranurado de chaveteros — Ranurado de forma

3.1 Ranurado abierto Consiste en mecanizar ranuras con salida en ambos extremos o costados de la pieza (fig. 11.10). Cuando la ranura es ancha se efectúan ranurados suce sivos, empleándose para ello fresas de diferentes tipos, tales como fresas de ranurar de tres cortes, fresas de ranurar acopladas, fresas cilíndrico-frontales con vástago, etc. Si la ranura es estrecha y de poca profundidad puede utili zarse la fresa de ranurar de un corte.

Fig. 11.10

3.2 Ranurado cerrado Cuando los ranurados que se mecanizan no tienen la antes mencionada sali da, reciben el nombre de cerrados. Al propio tiempo, este ranurado puede ser ciego o pasante, según que la profundidad de la ranura sea o no inferior al espesor de la pieza, respectivamente (fig. 11.11). Fig.

11.10 Ranurado abierto.

Fig. 11.11 Ranurado cerrado: a) ciego; b) pasante. Fig.

11.12 Ranurado de chaveteros.

Fig. 11.13 Ranurado de chaveteros cir culares.

Fig. 11.11

Las herramientas empleadas preferentemente en esta clase de ranurados son las fresas cilíndrico-frontales con vástago. Cuando se efectúan ranuras ciegas, el ángulo de la hélice que forman los dientes de la fresa debe ser a izquierda, mientras que si la ranura es pasante el ángulo deberá ser a derecha; con ello se consigue, según los dos casos expuestos, que el corte se inicie por la parte inferior o superior de los dientes, respectivamente.

3.3 Ranurado de chaveteros Se efectúa en aquellos ejes en que deben ajustarse chavetas o lengüetas con las que conseguir el arrastre de engranajes, poleas, etc., que en ellos se mon tan (fig. 11.12). En estos ranurados se emplean fresas cilíndrico-frontales con vástago y hélice a la izquierda y fresas cilíndrico-frontales de dos dientes. Las fresas de ranurar en T de uno o de tres cortes se emplean en los mecanizados de cha veteros de forma circular (fig. 11.13).

3.4 Ranurado de forma Consiste en mecanizar ranuras de un perfil determinado con fresas de este mismo perfil (fig. 11.14). Son ejemplos clásicos de este tipo de ranurado, el tallado de engranajes, cremalleras, ejes estriados, ranuras en forma de T, en cola de milano, etc.

Fig. 11.13

10 9

Ia fase

En estas dos últimas es necesario mecanizar previamente una ranura abierta por la que pueda pasar el mango de la fresa empleada en el acabado, la cual será, en cada caso respectivamente, la de ranurar en T y la cónica (fig. 11 . 15 ).

Las herramientas utilizadas en los ranurados de forma citados anterior mente, son fresas de perfil constante. En toda clase de mecanizados de ranuras longitudinales sobre ejes cilindricos, es importantísimo colocar la fresa perfectamente centrada con el eje de la pieza (fig. 11.16).

b Acabado Fig. 11.15

4. ASERRADO. HERRAMIENTAS La operación de trocear por medio de aserrado cuando se efectúa en la fresa dora, puede considerarse como un caso particular de ranurado abierto de pequeña anchura (fig. 11.17).

Fig. 11.14 Ranurado de forma: tallado de una cremallera. Fig. 11.15 Ranurado en forma de T: a) 1 .a fase; b) acabado. Fig. 11.16 Centrado correcto de la fresa. Fig. 11.17 Aserrado.

Fig. 11.17

Las fresas sierra son utilizadas en estos trabajos. Aunque pueden tener los dientes triscados, normalmente no se recurre a ello, ya que así, la fresa puede afilarse sucesivamente sin ningún problema. Estas fresas se rigen por las mismas normas de trabajo que las hojas de sierra normales.

5. TALADRADO Y ESCARIADO. HERRAMIENTAS La operación de taladrado en la fresadora tiene las mismas características que en la taladradora, con la excepción de que varía el órgano portador del movimiento de avance, ya que, mientras que la taladradora avanza la broca en dirección a la pieza, en la fresadora es la pieza quien hace lo propio hacia la broca (fig. 11.18). El taladrado en la fresadora resulta de mayor precisión, siendo de espe cial interés el mecanizado de agujeros cuya distancia entre centros tenga gran importancia. Esta precisión es fácil de conseguir en esta máquina gra cias a los desplazamientos perpendiculares que entre sí tienen el carro portamesa y la mesa, lo que hace que por coordenadas podamos centrar perfecta mente la broca en los centros de los respectivos agujeros. Si por otra parte se necesita obtener un perfecto y exacto acabado de los agujeros, se procederá al escariado de los mismos; operación que puede igualmente hacerse en la fresadora, utilizando para ello los escariadores de máquina (estudiados en el tema 5) o bien cabezales mandrinadores (fig. 11.19).

6. FRESADO DE FORMA. HERRAMIENTAS Constituyen este tipo de fresado todos aquellos mecanizados de superficies cóncavas o convexas realizados con fresas de este mismo perfil, denomina das fresas de forma (fig. 11.20). Fig. 11.19

«i Fig. 11.18 Taladrado. Fig. 11.19 Mecanizado de agujeros con cabezal mandrinador. Fig. 11.20 Fresado de forma.

Fig. 11.20

Estas fresas llevan un dentado periférico, robusto y convenientemente destalonado, lo que permite conservar el perfil aun después de varios afila dos, ya que este solamente se realiza por la cara de corte. Caben también dentro de este mismo apartado, las herramientas de perfil constante referidas anteriormente en el ranurado de forma. 111

7. NOR MA S DE USO Y CONS ERVA CIÓN DE LA FRESADORA Al Igual que el torno, la fresadora es una máquina herramietna capácitada para efectuar numerosos y variados trabajos, haciendo de ella una máquina esencial e imprescindible en un taller mecánico. Por ello es necesario un especial cuidado de la misma, procurando seguir una serie de normas de uso y conservación, de las cuales citaremos las más importantes: — Abstenerse de efectuar cambios de velocidad con la máquina en marcha. — Evitar los golpes en las distintas guías de que dispone la fresadora. — No dejar herramientas ni trozos de material sobre la ménsula o entre el cuerpo y el carro portamesa, ya que podrían trabar el movimiento automá tico del mismo y producir roturas. — Limpiar el alojamiento cónico del eje principal, así como la parte de ajuste correspondiente de los accesorios que en él se montan (eje portafresas, cabezal universal, etc.) antes de su colocación. — Asegurarse antes de empezar un trabajo de la perfecta sujeción de la fresa y de la pieza. — Comprobar de vez en cuando y corregir si fuera necesario, el juego del eje principal. — Proteger las guías del polvo que produce el trabajo de piezas de fun dición. — Tener cuidado con las vibraciones, características de los trabajos de fresado, tomando como primera medida una correcta selección de la veloci dad de corte y del avance. — En general debe comenzarse una pasada con movimiento de avance manual para seguir posteriormente con el automático, ya que la fresa es muy susceptible a la vibración en el ataque. — Controlar a menudo el juego de los carros y corregirlos si fuera nece sario. — Tener bien bloqueados durante el trabajo aquellos órganos que no han de desplazarse. — Evítese siempre que sea posible, el fresado en concordancia. — Al fresar con aparato divisor, tener bien fijados sobre la mesa tanto el cabezal como el contracabezal. — En las manipulaciones de las fresas, utilizar un paño para protegerse las manos de los filos cortantes de la misma. — No efectuar ninguna clase de comprobación en la pieza mientras la fresa trabaja. — Retirar la fresa convenientemente al efectuar mediciones para no rozar con ella y evitar así posibles cortes. — Mantener a nivel adecuado aquellas partes que se lubrican por baño de aceite. — Engrasar periódicamente todos aquellos órganos que no tienen engrase automático, utilizando el aceite o grasa adecuados. — Disponer junto a la máquina de un amplio armario para guardar los numerosos y variados accesorios que una fresadora universal ha de tener, así como los diferentes tipos de juegos de fresas. — Mantener la máquina limpia y en buen estado. Un buen fresador empieza a conocerse por el estado en que tiene su máquina.

Tema 12. Muelas abrasivas

OBJETIVOS — Conocer las características de los constituyentes de las muelas. — Conocer las formas más corrientes de muelas y su denominación. — Adquirir los conocimientos básicos para una elección correcta de una muela. — Saber designar una muela por la denominación correspondiente de sus constituyentes. — Adquirir conocimiento de las principales consideraciones a recordar en la manipulación y uso de las muelas.

APLICACIONES PRÁCTICAS GENERALES — Las propias que derivan del tema, en la utilización de distintos tipos de muelas. '

CUESTIONARIO TEÓRICO 1. Generalidades 2. Abrasivos. Clasificación y descripción 3. Factores constitutivos 3.1 Tamaño del grano 3.2 Grado de dureza 3.3 Estructura 3.4 Aglomerante 4. Formas de muelas 5. Elección de una muela 5.1 Por el material a trabajar 5.2 Tipo de operación 5.3 Superficie de contacto 5.4 Precisión y acabado 5.5 Velocidad de corte, avance y profundidad de pasada 6. Denominación de una muela 7. Consideraciones en la manipulación y uso de las muelas

FICHA GUÍA Del presente tema, cuyo cariz es más bien teórico que práctico, haz un estudio detallado para resolver estas cuestiones: 1. Existen varios grados de dureza de las muelas abrasivas, cuya aplicación es muy definida: muelas blandas para materiales duros y muelas duras para materiales blandos. ¿Cómo te explicas esta circunstancia que más bien parece ¡lógica? 2. Si tuvieras que elegir una muela de un almacén para efectuar con ella un rectificado plano en una superficie pequeña de una pieza de acero templado, trabajando con elevada velocidad de corte, ¿qué denominación de muela escoge rías? 3. No hay que confundir nunca el concepto de grado de dureza de una muela y el de dureza del abrasivo. ¿Qué diferen cia ves entre los dos? 4. Observa la etiqueta del fabricante que lleve una muela cualquiera del almac én y descifra la equivalencia de su desig nación, o sea, la clase de cada uno de sus constituyentes. 11 3

Desarrollo del tema 1. GENERALIDADES Las herramientas utilizadas en el corte de los metales por abrasión, se deno minan muelas (fig. 12.1), las cuales están formadas por numerosísima canti dad de granos de abrasivo  unidos por medio de un aglomerante.

Fig. 12.1

Fig. 12.1

Diferentes tipos de muelas.

El trabajo de corte de las muelas puede compararse al de una herra mienta de corte múltiple (fig. 12.2), en la que cada uno de los numerosos granos actúa como una cuchilla simple, con arranque de una porción pe queñísima de material. Dicho trabajo se produce girando la muela a gran velocidad.

Fig. 12.2 Trabajo de corte de una muela.

Fig. 12.2

11 4

2. ABRASIVOS. CLASIFICACIÓN Y DESCRIPCIÓN El abrasivo es el elemento activo de una muela, puesto que los numerosos granos de gran dureza que lo forman, son los que producen el arranque de material. La dureza del grano viene determinada por la escala de Mohs, la cual se basa en la disposición de 10 cuerpos naturales de progresiva dureza, de for ma que cada uno de ellos puede rayar a los que le preceden y, consecuente mente, puede ser rayado por los que le siguen. Los cuerpos tipo de la escala de Mohs y su correspondiente número de orden es el siguiente: 1. Talco 2. Yeso 3. Calcita 4. Fluorita 5. Apatita 6. Feldespato 7. Cuarzo 8. Topacio 9. Corindón 10. Diamante Los abrasivos pueden ser naturales y artificiales. Una clasificación de los principales tipos, con indicación del lugar que ocupan en la escala de Mohs y denominación es la siguiente:

Abrasivos naturales

Diamante (Mohs 10) D Corindón natural (Mohs 9) K Cuarzo (Mohs 7)

Abrasivos artificiales

Carburo de boro (Mohs 9,4) N Carburo de silicio (Mohs 9,2) C Corindón artificial (Mohs 9) A

Los abrasivos naturales se emplean con muy poca frecuencia por cau sas muy diversas (alto precio, poca dureza, poca homogeneidad, etc.); en cambio los abrasivos artificiales reúnen mayores ventajas, de un modo espe cial el corindón artificial y el carburo de silicio que son los más empleados. El corindón artificial  (óxido de aluminio) es muy tenaz y se destina, prin cipalmente, a toda clase de trabajos de desbaste muy pesados y sobre mate riales de gran resistencia a la tracción. El carburo de silicio es apto para trabajar metales de poca resistencia a la tracción, tales como hierro fundido, bronce, latón, aluminio y algunas clases de acero inoxidable; así como materiales no metálicos: mármol, vidrio, etc. Mención aparte merece el diamante industrial, que, triturado y clasifi cado sirve para la fabricación de muelas especiales de alta calidad, para amo lar metales duros, cuarzo, productos cerámicos y, en general, para trabajar materiales sumamente duros.

3. FACTORES CONSTITUTIVOS A la hora de elegir una muela para efectuar un determinado trabajo, además de la clase de abrasivo, deben tenerse en cuenta los siguientes factores cons titutivos: — Tamaño del grano — Grado de dureza — Estructura — Aglomerante

3.1 Tam año del grano

Los abrasivos se clasifican en granos después de su trituración. Para designar su tamaño se utiliza un número que corresponde al de mallas por pulgada lineal de los cedazos que se emplean para su clasificación (fig. 12.3). Los tamaños de grano que se emplean son los siguientes: Muy basto: 8, 10, 12, 14 Basto: 16, 20, 24, 30 Mediano: 36, 46, 54, 60 Fino: 70, 80, 100, 120 Muy fino: 150, 180, 220 Super fino: 250, 280, 320, 400, 500, 600, 800, 1000 25.4 mm

r / 

Para darnos una ¡dea de estos tamaños, veamos a continuación, cómo dato orientativo, los diámetros de algunos de ellos: N.c

Fig. 12.3

10 18 36 150

>aproximado (en mm) 2 1 0,5 0,2

3.2 Grado de dureza El concepto de dureza designa, de una manera general, la fuerza con que quedan sujetos los granos abrasivos por el aglomerante. Fig. 12.3 Determinación del tamaño del  grano. Fig. 12.4 Tipos de estructuras.

De la proporción de la mezcla del aglutinante con el abrasivo, se consi gue que éstos queden más o menos ligados entre sí. Su designación es empírica, y sigue las letras del alfabeto; siendo A la más blanda y Z la más dura, según la escala siguiente: GRADO DE DUREZA

 A  V

A, B, C, D E, F, G H, I, J, K L, M, N, 0 P, 0, R, S T, U, V W, X, Y, Z

Blandísimo Muy blando Blando Medio Semi duro Duro Muy duro

Así, en una muela blanda, la cantidad de aglutinante será mínima y, ló gicamente, rica en grano. De este modo obtendremos una mayor renovación de abrasivo antes de que éste pierda su arista de corte.

*3.3 Estructura La posición relativa de los dos elementos, abrasivo y aglomerante, determina la estructura de la muela. Cuando más juntos estén los granos en relación con su tamaño, la estructura será más densa o cerrada y viceversa (fig. 12.4). La estructura de una muela se designa mediante unos números según la escala siguiente: 1,2,3 — Estructura cerrada 4, 5, 6 — Estructura mediana 7. 8, 9 — Estructura abierta 10 a 22 — Estructura superporosa Entre los números 1 y 9 la porosidad es natural, mientras que en la designación del 10 al 22 la porosidad es artificial. En esta última, como se ve claramente (fig. 12.4), los poros son muy grandes con relación al tamaño del grano. 11 6

3.4 Aglomerante

Se denomina aglomerante a las sustancias que hacen posible la unión o liga do de los granos abrasivos. Los principales tipos de aglomerantes y su designación son los si guientes: V — Vitrificado S — Silicato B — Resinoide R — Vulcanizado E — Goma laca D — Magnesita

0

— El aglomerante vitrificado  es el más usado. Sus características son su rigidez, su porosidad y la extraordinaria fuerza con que quedan sujetos los granos abrasivos con un reducido volumen de aglomerante. A la muela vitrifi cada no le afecta el agua, los ácidos, los lubricantes ni los cambios de tempe ratura, dentro de unos límites. Los trabajos que se pueden realizar son muy variados, desde un pesado desbarbado hasta el rectificado de la más alta pre cisión. — Las muelas aglomeradas con silicato  desprenden el grano con más facilidad que las anteriores, y se prestan especialmente para amolar herra mientas de filo muy delgado en cuya abrasión debe reducirse al mínimo la generación de calor. También son indicados los silicatos para la fabricación de muelas muy grandes. — La resina sintética  constituye el procedimiento de aglomerado más moderno, siendo el más importante después del vitrificado. Con él se obtie nen muelas que trabajan a altas velocidades periféricas. Sirve especialmente para la fabricación de muelas de desbarbado y para los discos tronzadores, muelas delgadas y de superacabado. — El vulcanizado se presta para el aglomerado de muelas muy duras, muelas tronzadoras, muelas muy delgadas, etc. — La goma laca es indicada para la fabricación de muelas de superaca bado y de muelas delgadas, Han sido sustituidos en la mayoría de los casos por la resina sintética. — Las muelas aglomeradas con magnesita se emplean en algunos tra bajos de cuchillería, para obtener filos muy finos y para desbaste de superfi cies planas.

 /7\ 

N i I Fig. 12.5

4. FOR MA DE LAS MUELAS Según los trabajos a efectuar, las muelas pueden ser de formas variadas. Las de uso más frecuente son (fig. 12.5): a)

FORMA Muela plana

b)

Muela de disco

c)

Muela de copa cilindrica

d)

Muela de copa cónica

Afilado de fresas, escariadores, etc. Rectificado plano Afilado de herramientas

e)

Muela de plato

Afilado de dientes de fresas

f)

Muela bicónica

Afilado de fresas y escariadores

g) h)

Muela de perfil circular Muela plana con escote

Ranurados con fondo circular Afilado de herramientas

i)

Muela recta con bisel

Afilado de sierras

APLICACIONES Anolado de superficies cilindricas, cónicas y planas Para tronzado y ranurado

Una variante de las muelas la constituyen los llamados segmentos, cuyas formas más empleadas vemos en la figura 12.6 y que se montan en unos platos apropiados.

Fig. 12.5 muelas.

Formas más corrientes de

Fig. 12.6 Segmentos.

Fig. 12.6

11 7

Otros tipos especiales de muelas son las que muestra la figura 12.7. Son de reducido tamaño y van montadas en un eje de pequeño diámetro (de 3 a 6 mm aproximadamente). Sus formas son muy variadas y se destinan a trabajos de acabado en matrlcería.

5. ELECCIÓN DE UNA MUELA Las muelas empleadas en los distintos tipos de máquinas deben elegirse cui dadosamente, cosa que, en ocasiones, resulta tarea difícil debido a la gran variedad de abrasivos, tamaños, durezas, etc. Por todo ello, a continuación trataremos de los factores que afectan a la elección de una muela. Estos son: — Material a trabajar — Tipo de operación — Superficie de contacto — Precisión y acabado — Velocidad de corte, avance y profundidad de pasada

5.1 Mate rial a trabajar  Conociendo el material que se ha de trabajar y sus características, podremos determinar: a) Tipo de abrasivo: Corindón artificial, para los aceros y carburo de silicio para fundición, metales no férreos o materiales no metálicos. b) Tamaño dei grano-. Basto para materiales blandos y fino para mate riales duros. c) La dureza: Mue las duras para materiales blandos y blandas para materiales duros. d) La estructura-.  Generalmente cerrada para materiales duros y que bradizos y abierta para materiales blandos, aunque en definitiva esto no resulta una norma fija para todos los materiales. e) Ei aglomerante: Generalmente vitrificado para aceros y hierro fundido. Fig. 12.7 Muelas con vástago.

5.2 Tipo de operación Según se trate de desbaste, rectificado cilindrico exterior o Interior, rectifica do de superficies planas, etc., deberá escogerse: a) Tipo de abrasivo-. Tenaz para operaciones de desbaste y fácil de des menuzar en ciertas operaciones de rectificado. b) Tamaño del grano-. Basto para desbaste, mediano para rectificado y fino para acabado. c) La dureza-. Grande para desbaste, mediana para rectificado y escasa en el acabado. d) La estructura-. Mediana para desbaste, amolado corriente y rectifica do cilindrico, y abierta para superficies planas. e) Ei aglutinante-.Vitrificado para rectificado cilindrico exterior, Interior y plano, y reslnolde o goma laca para bruñido.

5.3 Superficie de contacto Este ¡mporante factor Influye notablemente en la elección de: a) Tamaño de! grano: Basto para grandes superficies de contacto y relativamente más fino a medida que ésta se reduce. b) La dureza-.  Escasa para superficies grandes y grande para superfi cies de contacto pequeñas. c) La estructura-. Muy abierta para superficies de contacto considera bles y cerrada para pequeñas superficies.

5.4 Precisión y acabado De estos dos factores que están íntimamente ligados o relacionados entre sí, depende también la elección de: 11 8

a) Tamaño del grano'. Relativamente basto para operaciones corrien tes y fino para rectificado de precisión y acabado. b) La dureza'. Se escogerá la mayor dureza posible siempre que se tra te de mantener un perfil. c) La estructura: Se escogerá cerrada o mediana cuando la muela ten ga que mantener un perfil determinado. d) El aglomerante-. Vitrificado para desbaste y acabado y resinoide o de goma laca para superacabado.

5.5 Velocidad de corte, avance y profundidad de pasada La velocidad de corte de la muela influye considerablemente sobre su dureza aparente. Cuanto mayor sea su velocidad, más blanda debe ser la muela, y viceversa. Asimismo, se emplearán muelas vitrificadas para velocidades periféri cas de hasta 35 m/s y muelas aglomeradas con resinas sintéticas para velo cidades superiores. A mayor avance y profundidad de pasada se requiere una muela más dura y viceversa.

6. DENOM INACIÓN DE UNA MUELA La denominación de una muela se efectúa indicando, en primer lugar, su forma y dimensiones y, a continuación, la correspondiente identificación de sus factores constitutivos, siguiento el orden mismo en que se han venido desarrollando. A través del presente cuadro (fig. 12.8), resumen condensado de los factores constitutivos de una muela, podemos efectuar rápidamente y con claridad, la identificación de cualquier tipo de muela. SISTEMA NORMALIZADO PARA DESIGNAR LAS CARACTERISTICAS DE UN CUERPO ABRASIVO Plana 400 X 60 X 40 (A 54 J 7 V) TAMAÑO DEL GRANO

ABRASIVO

D = Diamante K = Corindón natural

8 l

10 ^2

i

muY basto

N = Carburo de Boro 14 J C = Carburo de Silicio (A )= Corindón Artificial

16

2°

24

bast0

36 mediano

60 70]

80

100 120

fino

150 1 1 80 >

muy fino

220 j a > -super fino 1000J

ESTRUCTURA

A B C D

blandísimo

2 3

E F G

muy blando

4 5

l> m ed ian a

6

I

H I

30

^

GRADO DE DUREZA

1

blando

 ©  K L M N 0

medio

P Q R s

semi duro

T U V

duro

w X  Y z

muy duro

cerrada

 ©  8 9

10 a 22

TIPO DE AGLOMERANTE

Fig. 12.8 Cuadro resumen de los consti tuyentes de una muela.

(J )= Vitrificado S = Silicato B = Resinoide R s Vulcanizado E = Goma laca 0 = Magnesita

abierta

1 > super

porosa

]

Fig. 12.8

11 9

Veamos un ejemplo:

Sea una muela plana de 400 mm de diámetro exterior, 60 mm de grue so y 40 mm de diámetro del agujero. El abrasivo es de corindón artificial, el tamaño del grano 54, grado de dureza J, estructura 7 y el aglomerante es vitrificado. Las flechas indican en el cuadro la situación de la columna correspon diente a cada uno de los factores constitutivos y los datos concretos o desig naciones que nos cita el ejemplo están marcados en dicho cuadro por medio de un círculo.

7. CONSIDERACIONES EN LA MANIPULACIÓN Y USO DE LAS MUELAS Debido a que las muelas son herramientas de corte que trabajan a elevadas velocidades de rotación, es de gran importancia el cuidado de las mismas, pues de lo contrario pueden entrañar el riesgo de graves accidentes. En con secuencia, es necesario observar las siguientes recomendaciones: — Al desembalar las muelas deben examinarse para asegurarse que no han sufrido desperfectos durante su transporte. Para ello se golpearán ligera mente con un instrumento no metálico, cuyo peso estará en proporción con el tamaño de la muela. Los golpes se darán a ambos lados de la vertical del centro y distantes de la periferia unos 25 ó 50 mm (fig. 12.9), y si emite un sonido metálico es que la muela está en buen estado, exceptuando las mue las de aglomerante orgánico que emiten otro sonido más oscuro. — Las muelas deben guardarse en estantes construidos exprofeso. Las de tamaño grande o mediano se colocan de canto.

Fig. 12.9 Comprobación del estado de una muela. Fig. 12.10 Rectificadores de muelas.

120

— Los discos de tronzar deben guardarse sobre platos metálicos, per fectamente planos, en posición horizontal, para evitar su deformación. — Los locales de almacenaje no deben estar nunca sometidos a tem peraturas extremas, y se mantendrán sieempre secos. = Evitar que las muelas caigan o choquen entre sí. — La muela debe entrar libremente sobre el eje. Nunca ha de tener un  juego excesivo, ya que provocaría descentrámiento. — Entre la muela y los platos deben interponerse un cuerpo blando para su perfecto adaptamiento. Generalmente, las muelas llevan ya pegados unos discos de papel adecuados para este fin. — Cuando la muela trabaja con refrigerante, debe pararse la refrigera ción al terminar el trabajo, dejando girar la muela en vacío unos instantes, hasta que haya expulsado todo el líquido. — Procurar que la muela no sufra un excesivo calentamiento, ya que puede ser causa de roturas. — Al desgastarse la muela por el trabajo, se desequilibra. Entonces se hace necesaria la operación de rectificado de la misma por medio de útiles apropiados (fig. 12.10). De la misma forma se opera para desembotar la muela.

Tem a 13. Sierra mecánica, electroesmeriladora y rectificadora OBJETIVOS — Adquirir unos conocimientos generales sobre las sierras mecánicas alter nativas, su constitución y su funcionamiento. — Adquirir unos conocimientos generales sobre las electroesmeriladoras, su constitución y su funcionamiento. — Conocer las características del montaje de las muelas en las electroesmeriladóras. — Conocer las principales características de las rectificadoras y sus clases. — Adquirir unos conocim ientos generales sobre las rectificadoras universa les, su constitución y su funcionamiento. — Adquirir unos conocimientos generales sobre las rectificadoras verticales, su constitución y su funcionamiento. — Adquirir unos conocimien tos generales sobre las rectificadores horizonta les, su constitución y su funcionamiento. — Adquirir unos conocimientos generales sobre las rectificadoras sin cen tros, su constitución y su funcionamiento. — Conocer las principales normas de uso y conservación de las máquinas descritas en el tema.

APLICACIONES GENERALES Y PRÁCTICAS BÁSICAS DEL TEMA — Preparación del material para la ejecución del conjunto A — Afilados, desbastes y desbarbados en general, propios de trabajos diversos C-11 Rectificado exterior cilindrico C-12 Rectificado interior cilindrico C-10 Rectificado plano

CUESTIONARIO TEÓRICO 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Sierras mecánicas. Generalidades Sierra alternativa. Partes Hojas de sierra Normas de uso y conservación Electroesmeriladoras Montaje de las muelas Precauciones en el uso de las muelas

8. Rectificadoras: sus clases 8.1 Rectificadora universal 8.2 Rectificadora vertical 8.3 Rectificadora horizontal 8.4 Rectificadora sin centros 9. Normas generales de uso y conservación

FICHA GUÍA A través de las experiencias realizadas en las distintas máquinas referidas en el estudio teórico del tema, procura resol ver las cuestiones que a continuación se te plantean: 1. Normalmente, el corte producido en las sierras alternativas es perpendicular al eje de la barra del material que se corta, pero ¿cómo pueden hacerse, por ejemplo, cortes a 45o? 2. Las muelas de las electroesmeriladoras están montadas entre dos platos cuyo diámetro debe ser al menos un tercio del de la muela. Ahora bien, ¿han de ser exactamente del mismo diámetro o, pueden ser desiguales? ¿Por qué? 3. Los puntos del torno son piezas rectificadas cuya punta cónica tiene 60°. ¿Qué tipo de rectificadora emplearías para efectuar el rectificado de esta parte cónica y, cómo lo harías? 4. En ocasiones, al rectificar una pieza cilindrica en la rectificadora universal, puede ocurrir que nos quede algo más gruesa del centro que de los extremos. ¿A qué atribuyes eóte posible defecto? 5. Mu elas planas, cilindricas, de copa, de disco, de segmentos, de perfil circular. ¿En qué tipo o tipos de rectificadoras son apropiadas cada una de las citadas muelas? 121

Desarrollo del tema 1. SIERRAS MECÁNICAS. GENERALIDADES La preparación del material es fundamental en un taller mecánico, ya que influye directamente sobre la producción. Por tal motivo, el corte de los metales, operación que podemos considerar como preliminar en la mayoría de los trabajos mecánicos, se hace imprescindible, así como las máquinas destinadas a efectuar esta operación. Estas máquinas^ denominadas sierras o aserradoras, emplean como elemento cortante una herramienta de corte múltiple llamada hoja de sierra, la cual efectúa el corte con desprendimiento de material en forma de virutas. Las sierras mecánicas, según la forma de la herramienta o el sistema de trabajo, pueden ser: — Sierras alternativas — Sierras de disco o circulares — Sierras de cinta De estos tres tipos, estuadiaremos como sierra de mayor interés para este curso, la primera de las citadas.

2. SIERRA ALTERNATIVA: PARTES La sierra alternativa se emplea para el troceado de barras de variados perfi les. Su trabajo es parecido al que se realiza en el aserrado a mano, ya que, al igual que en éste, la hoja de sierra describe un movimiento rectilíneo en su carrera de trabajo y retroceso. Consta de una bancada (1) de fundición (fig. 13.1), sobre la que va montado un brazo (2) basculante, el cual lleva unas guías en cola de milano sobre las que se desplaza el arco (3) portador de la hoja de sierra, El movi miento alternativo del arco se consigue por medio del sistema constituido por la biela (4) y la rueda dentada (5), en la que se encuentra el botón (6) que acciona a la biela. La rueda recibe el movimiento directamente de la caja de cambio de velocidades (normalmente suelen disponer de dos, una para materiales blandos y medios y otra para materiales duros). Fig. 13.1 Sierra alternativa; partes.

Para que los dientes no rocen durante la carrera de retroceso, el arco se levanta en el transcurso de la misma, gracias a un husillo (7) que empuja el brazo hacia arriba. A este husillo lo mueve, a su vez, una palanca (8), oscilan te en uno de sus extremos y que por el otro se apoya en la leva (9). El resorte (10) mantiene siempre en contacto leva y palanca. En las sierras alternativas, el movimiento o carrera de retroceso se pro duce cuando el arco va hacia adelante, por lo que es en este momento cuan do se realiza el levantamiento; o sea, que si lo comparamos con el aserrado a mano, esta circunstancia se efectúa a la inversa. El movimiento de avance automático se realiza mediante el giro del referido husillo (7), lo cual se consigue por la acción de un embrague (11) movido por un tirante (12) que es accionado alternativamente por la palanca en ángulo (13), y ésta lo es, a su vez, por la palanca (8). Los distintos avances de la sierra se logran por medio del palpador (14), desplazable sobre uno de los brazos de la palanca en ángulo y que se apoya constantemente sobre la otra palanca (8). La sujeción de la pieza a aserrar se hace por medio de una mordaza (15) situada en la parte superior de la bancada, donde se fija. Esta parte for ma una bandeja donde se recoge el líquido refrigerante bombeado desde el depósito. El tope graduable (16) pulsa el botón de paro de la máquina, una vez finalizado el corte de la pieza.

3. HOJAS DE SIERRA Las hojas de sierra para máquina son láminas de acero rápido, parecidas a las de mano pero más robustas (unos 2 mm de espesor aproximadamente)(fig. 13.2). Su longitud suele ser de 14 a 18 pulgadas. El paso de las hojas de sierra está en función del material o perfil a serrar. Se emplearán hojas de paso fino en el aserrado de materiales duros y en los perfiles delgados.

Fig. 13.2 Hoja de sierra. Fig. 13.3 Formas correctas de sujeción de perfiles delgados.

Según el modelo de sierra alternativa, se emplean hojas de sierra de distintos pasos, siendo los valores aproximados los siguientes: En máquinas ligeras: 14, 18, 24 dientes por pulgada En máquinas pesadas: 8, 10, 15 dientes por pulgada

4. NORMA S DE USO Y CONSERVACIÓN En la operación de aserrado a máquina conviene tener en cuenta las siguien tes normas: — Montar correctamente la pieza, amarrándola fuertemente en la mor daza. Si la barra de material a cortar es larga, es preciso apoyarla en caballe tes apropiados. — La hoja de sierra deberá estar bien tensada en el arco. — Montar la hoja con los dientes dirigidos hacia atrás, puesto que, tal como se ha dicho, la carrera de trabajo es en esta dirección. — Hacer el correspondiente reglaje de la velocidad y del avance. — Emplear sierras de paso fino para trabajar perfiles delgados. — Sujetar correctamente los perfiles delgados, de forma que la sierra pueda cortar el mayor espesor posible de material (fig. 13.3). — Antes de poner la máquina en marcha asegurarse de que el arco no choca contra el material. — Tener la hoja separada de la pieza antes de embragar el movimiento, para evitar un posible contacto brusco de la misma en el momento de bajar el arco en la carrera de trabajo.

Fig. 13.3,

12 3

— No continuar con una hoja nueva un corte comenzado con otra des gastada. Si es posible, se da media vuelta a la pieza y se empieza el corte por el lado opuesto. — Emplear una regrigeración continua y abundante, utilizando normal mente taladrina, excepto para fundición, que se trabaja en seco. — Engrasar periódicamente los órganos móviles de la máquina. 5. ELECTROESMERILADORAS

Las electroesmeriladoras son máquinas herramientas empleadas en el afila do a mano de herramientas de corte, tales como cinceles, cuchillas de torno, etc., así como en el desbaste y rebarbado de piezas. Constituyen una máquina muy sencilla (fig. 13.4) puesto que, básica mente, consta de un pie (1) sobre el que va montado un motor (2) con un eje prolongado por los dos extremos, en los que van montadas las muelas (3), una basta para el desbaste y otra más fina para amolados de acabado. Sobre la carcasa del motor, a ambos costados, se fijan dos protectores (4), uno para cada muela, para evitar accidentes debidos a la proyección de las partículas que se desprenden durante el trabajo o a una posible rotura de la muela. Los soportes (5) sirven de apoyo a las piezas que han de amolarse. La puesta en marcha de la máquina se efectúa directamente por medio de un interruptor (6).

Fig. 13.4 Electroesmeriladora: partes.

6. MONTAJE DE LAS MUELAS

Tal como se viera en el capítulo anterior, existen gran variedad de formas de muelas; no obstante, las empleadas en la electroesmeriladora son, general mente, las muelas planas. Estas muelas se montan en el eje del motor entre dos platos (fig. 13.5), cuyo diámetro debe ser al menos un tercio del de la muela. El eje ha de tener 124

Papel secante

Ligero juego Plato ajustable

Fig. 13.5 Montaje de las muelas.

Fig. 13.5

como mínimo un diámetro equivalente a una décima parte de la muela, y mayor, si es muy gruesa en relación al diámetro de la misma. El agujero de la muela lleva un casquillo de plomo por si fuera conveniente mandrinarlo a la medida correspondiente al eje. Los extremos del eje van roscados, uno. con rosca a derecha y otro a izquierda, para evitar que se favorezca el desenroscamiento de las tuercas que lleva ajustadas y que fijan a las dos muelas. 7. PRECAUCIONES EN EL USO DE LAS MUELAS

Las electroesmeriladoras, pese a su sencilla constitución, son máquinas que entrañan peligro de graves accidentes si no se toman las precauciones n ece -. sarias. Las causas más corrientes son: — Proyección de partículas. — Rotura de la muela. — Agarrotamiento de la pieza entre la muela y el soporte. Para prevenir estos posibles accidentes debemos tener las siguientes precauciones: — Protegerse los ojos utilizando gafas. — Cerciorarse de que la muela no tiene defectos. — No sobrepasar la velocidad indicada en la muela. — No trabajar con la muela descentrada. Debe rectificarse de in-mediato. — Antes de empezar a trabajar con una muela nueva, dejarla girar a su velocidad de régimen durante unos cinco minutos. — Seguir con todo detalle las instrucciones dadas en el montaje de las muelas. — Aproximar el soporte a la muela a medida que ésta se va desgastan do, dejando una separación aproximada de 2 mm. — En el amolado de piezas más extrechas que el ancho de la muela, no debe apretarse exageradamente, ni hacerlo por el mismo sitio, ya que se pro ducirá un surco por desgaste desigual de la muela. 8. RECTIFICADORAS. SUS CLASES

Las rectificadoras son máquinas herramientas destinadas a conseguir un acabado de precisión en una pieza. Conforme se puede deducir, este trabajo se efectúa siempre después de un mecanizado previo en cualquier otra máquina herramienta; siendo de 125

Fig. 13.6 Rectificado de superficies exte riores cilindricas. Fig. 13.7 Rectificado de superficies exte riores cónicas. Fig. 13.8 Rectificado de superficies inte riores cilindricas. Fig. 13.9 Rectificado de superficies inte riores cónicas.

notoria importancia el rectificado de piezas templadas, en las que deban corregirse pequeñas imperfecciones geométricas ocasionadas por el aludido tratamiento térmico, tales como excentricidades de piezas cilindricas sobre su eje, rugosidades y, en general, todos aquellos trabajos que deban tener una precisión del orden de las milésimas de milímetro. Como que la operación de rectificado se lleva a cabo merced a un arranque de virutas de reducidas proporciones, las herramientas empleadas para este fin son las muelas abrasivas, cuyas formas y características depen den del tipo de rectificadora o de trabajo que deba realizarse. Las rectificadoras se fabrican de muy variados tipos, unas las podemos considerar como de aplicación general, mientras que las otras son ya para trabajos muy específicos. Una clasificación de las más importantes es la que vemos a continuación:

Rectificadoras de aplicación general

Rectificadoras especiales

Universales Verticales Horizontales Sin centros De roscas De engranajes De cigüeñales De levas Afiladora de herramientas

En el presente curso se hará un estudio resumido de las rectificadoras de uso general, dejando para cursos superiores el estudio de las especiales.

8.1 Rectificadora universal

12 6

El rectificado con estas máquinas se efectúa como resultado del movi miento de corte circular de la muela y el de avance que lleva la pieza, el cual se realiza combinando al mismo tiempo dos movimientos: uno de rotación alrededor de su eje, para rectificar todos los puntos de la periferia que abarca la muela, y otro longitudinal alternativo para conseguir el mecanizado de una determinada longitud. Consta de una bancada (1) (fig. 13.10) en cuya parte delantera se hallan los mandos de accionamiento; en la parte superior lleva unas guías por las que se desplaza la base (2) de la mesa (3), la cual puede girarse sobre dicha base en un ángulo de unos 8 ó 10 grados aproximadamente (fig. 13.11).

Fig. 13.11

Fig. 13.10 Rectificadora universa /; par tes. Fig. 13.11 Giro de ia mesa. Sobré la mesa, y a su izquierda, se fija el cabezal portapieza (4) (fig. 13.12) emplazado sobre una plataforma giratoria. El eje de este cabezal es de características parecidas al del torno, de manera que en él puede colocar se un plato de garras o una pinza o bien un punto, según que deban trabajar se piezas al aire o entre puntos respectivamente. El movimiento de rotación de este eje es regulable y al propio tiempo se puede invertir.

Fig. 13.12 Cabeza! portapieza.

A la derecha de la mesa va montado el contracabezal (5) (fig. 13.13), pudiendo desplazarse sobre ella para así adoptar piezas de mayor o menor longitud. El cabezal portamuela (6) (fig. 13.14) va montado sobre una plataforma que puede desplazarse transversalmente por mecanismo de husillo y tuerca. Asimismo, el cabezal es orientable en dos sentidos en unos 30 ó 45 grados. Este cabezal lleva un doble dispositivo para el acoplamiento de la mue la; uno para el rectificado exterior (fig 13.14) y otro para el rectificado interior (fig. 13.15).

Fig. 13.13

Fig. 13.13 Contracabezal. Fig. 13.14 Cabezal portamuela dispues to para rectificado de exteriores.

Fig. 13.14

Fig. 13.15 Cabezal portámueia dispues to para rectificado de interiores.

Fig. 13.15

El movimiento de avance alternativo de la mesa puede darse manual mente, accionando el volante (7), o bien automáticamente, embragando la palanca (8). Los dos cursores reglables (9) son los que hacen posible la inver sión del desplazamiento, la cual se origina generalmente por un dispositivo hidráulico.

8.2 Rectificadora vertical Las rectificadoras verticales se emplean en el rectificado de superficies pla nas. El eje del cabezal, en el que va montada la muela, es vertical, y de ahí su denominación. 128

Son máquinas muy complejas en lo que a su funcionamiento se refiere, ya que el movimiento de avance puede ser rectilíneo o circular, pudiendo dar se por medio de la pieza o de la herramienta. Un tipo de estas máquinas (fig. 13.16) consta de una bancada (1) sobre la cual se fija un plato magnético (2) (fig. 13.17) en el cual se colocan las pie zas a rectificar. Sobre la bancada, en su parte posterior, se levanta un eje cilindrico (3) tratado y perfectamente rectificado, portador del cabezal porta-

Fig. 13.17

Fig. 13.16

muela (4) (fig. 13.18), el cual puede desplazarse verticalmente sobre aquél por medio del volante de accionamiento (5), con lo que se consigue el movi miento de penetración de la muela. Para pequeños desplazamientos y de mayor precisión, se actúa accionando el tambor graduado (6), previo embra gue de la palanca.

Fig. 13.16 Rectificadora vertical: partes. Fig. 13.17 Platos magnéticos. Fig. 13.18 Cabeza! portamuela.

Fig. 13.18

129

En el caso concreto de la rectificadora que se expone como ejemplo, el movimiento de avance es circular, por producirse al girar el cabezal sobre el eje en que va montado. Las muelas utilizadas en las rectificadoras verticales son las muelas de copa y los platos de segmentos.

8.3 Rectificadora horizontal La rectificadora horizontal, denominada también tangencial por actuar la muela tangencialmente sobre la pieza, tiene el eje portamuelas del cabezal en posición horizontal y con ella se rectifican superficies planas y toda clase de ranurados longitudinales, empleando para ello muelas planas, de disco o de plato.

Fig. 13.19 Rectificadora horizontal: par tes.

Constan de una bancada (1) (fig. 13.19) que en su parte superior lleva unas guías transversales sobre las que se desplaza el carro portamesa (2) por mecanismo de husillo y tuerca, accionando el volante (3). El carro portamesa lleva, a su vez, otras guías longitudinales sobre las que se desliza la mesa (4) con movimiento alternativo, por mecanismo piñón-cremallera, o bien, hidráu licamente, actuando en el primer caso sobre el volante (5).

Fig. 13.20 Cabeza! portamuela.

La mesa, que forma una bandeja o barca para recoger el líquido refrige rante, lleva en su parte central un bloque (6) con ranuras en forma deT, en el que pueden fijarse platos magnéticos (7) (fig. 13.17) para la sujeción de las piezas. Un montante fijo igualmente en la parte superior de la bancada, lleva unas guías verticales sobre las que se desplaza el cabezal portamuela (8) (fig. 13.20), el cual, como hemos dicho, lleva el eje de la muela en posición hori zontal. El movimiento del cabezal, ascendente o descendente, se obtiene accionando el tambor (9). En algunos modelos, estos desplazamientos se realizan rápidamente por la acción directa de un motor. El movimiento alternativo de avance de la mesa puede ser manual, tal como se ha descrito anteriormente, o bien automáticamente por sistema hidráulico, actuando los dos cursores reglables (10) como topes de inversión del movimiento.

8.4 Rectificadora sin centros Fig. 13.20

13 0

Este tipo de rectificadoras se emplean para el rectificado exterior de superfi cies de revolución y, de un modo especial, en aquellas piezas que por ser lar-

gas y de pequeño diámetro, presentan dificultades al ser rectificadas en las rectificadoras universales por el riesgo de que flexen durante el trabajo. La rectificadora sin centros proporciona un trabajo más sencillo y mucho más rápido, aunque, por contra, resulta generalmente de menor precisión. El rectificado en estas máquinas se efectúa mediante dos muelas (fig. 13.21); la (A), denominada muela rectificadora, que gira a gran velocidad de rotación, y otra de menor diámetro (B), denominada muela conductora, cuya velocidad de rotación es inferior y en el mismo sentido que la anterior. Una regla (C) sirve de apoyo a la pieza (D) que, al estar situada tangencialmente entre las dos muelas, girará bajo la acción de las mismas, y al propio tiempo, le proporcionan un desplazamiento axial debido al pequeño ángulo que entre sí forman los ejes de las.dos muelas. La rectificadora sin centros (fig. 13.22) consta de una bancada (1) sobre la cual van dos guías longitudinales que facilitan el desplazamiento de los dos cabezales (2) y (3), portadores respectivamente de la muela rectifica dora (4) y de la conductora (5). El desplazamiento de los dos cabezales se consigue respectivamente por los volantes (6) y (7). Cada cabezal lleva un carro diamantador (8) y (9) para su correspon diente muela, pudiéndose regular la profundidad de los mismos por medio de los mandos (10) y (11). Entre las dos muelas y debajo mismo de ellas, se halla el soporte portareglas (12) y la regla (13) sobre la que se apoya la pieza durante el rectifica do, pudiéndose regular la altura de dicho soporte mediante el mando regula dor (14).

Fig. 13.21

Fig. 13.21 Principio de rectificado con máquina sin centros. Fig. 13.22 Rectificadora sin centros: par tes.

9. NORMAS GENERALES DE USO Y CONSERVACIÓN

Dado que el apartado de este tema referente a las rectificadoras comprende el estudio de cuatro tipos, cuyas características constitutivas y de trabajo varían en mayor o menor proporción, no vamos a analizar individualmente las normas particulares de cada una, sino que lo haremos en aquellas que son generales para todas ellas indistintamente, y que, en definitiva, son las pre ponderantes. — Por ser máquinas que trabajan con grandes velocidades de corte, hay que procurar que estén bien asentadas y bien equilibradas para evitar vibraciones. — Asegurarse que las piezas están bien sujetas antes de iniciar el rec tificado. — Como medida previa al inicio del rectificado también debe compro barse que la muela esté ligeramente separada de la pieza y tener cuidado en que no pueda chocar con ningún saliente u obstáculo. — No efectuar pasadas fuertes. Sabido es que estas máquinas realizan el arranque de material de pequeñas proporciones, cuyos valores aproxima dos son de 0,1 mm para desbastes y 0,001 mm o menos, para acabados. — Parar siempre la muela cuando ya no está en contacto con la pieza. — Utilizar gafas o pantallas protectoras durante el rectificado. — Emplear abundante y continua refrigeración. — Evitar los golpes a los órganos o partes más esenciales de la má quina. — Limpiar cuidadosamente la máquina de las pequeñas virutas y gra nos abrasivos que salen proyectados durante el trabajo y que se depositan en las guías con perjuicio del buen funcionamiento de la misma. — Engrasar periódicamente todos los órganos en movimiento (ejes, cojinetes, etc.).

Te m a 14. Condiciones de trabajo

OBJETIVOS

— Comprender los movimientos fundamentales que se presentan en las má quinas herramientas. — Conocer los factores que influyen en el corte. — Solucionar los diferentes problemas sobre la velocidad de corte. — Comprender la importancia y los procedimientos de cálculo de tiempos de fabricación. — Saber construir e interpretar las gráficas de velocidad. — Conocer la misión de los fluidos de corte y las principales clases. APLICACIONES PRÁCTICAS GENERALES

— Las propias del tema en lo que a elección de velocidades de corte, avan ces, profundidades de pasada y fluidos de corte para los diversos mecani zados se refiere. — Designación de tiempos de mecanizado para los distintos ejercicios prác ticos. CUESTIONARIO TEÓRICO

1. Movimientos fundamentales de las máquinas herramientas 2. Factores de corte 3. Velocidad de corte 3.1 Máquinas herramientas con movimiento de corte circular 3.2 Máquinas herramientas con movimiento de corte rectilíneo 4. Avance y profundidad de pasada 5. Tiempos de fabricación 6. Gráficas de velocidad 6.1 Construcción de una gráfica en abanico 6.2 Construcción de una gráficamúltiple o combinada 7. Lubricación y refrigeración 8. Clases de fluidos de corte FICHA GUÍA

Observando detenidamente los movimientos de las máquinas herramientas y analizando los factores que influyen en el corte, procura buscar soluciones a los problemas que a continuación se exponen: 1. Uno de los datos que condicionan la velocidad de rotación de una pieza en el torno es el diámetro de la misma. Fíjate en la pieza B-8 y analiza las consecuencias que se producen en el refrentado. 2. El fresado de la superficie de 25 x 40 de la pieza C-10 puede efectuarse con fresa cilindrica o con fresa cilíndricofrontal de planear. Si los diámetros de las dos fresas respectivamente son 60 y 30 mm, ¿con cuál de ellas se tardaría menos tiempo en efectuar el referido fresado? ¿Por qué? 3. Comprueba las velocidades que posee la limadora en que piensas mecanizar la pieza A-5 y determina cuál de ellas emplearías. 4. Empleando las gráficas de velocidad, determina el tiempo que se tardará en realizar una pasada correspondiente al diámetro de 18 mm de la pieza C-11, suponiendo que se emplea una velocidad de corte de 30 m/min y un avance de 0,1 mm/vuelta. 5. Un fluido de corte determinado puede utilizarse en diferentes máquinas herramientas, pero, por ejemplo, esto no es normalmente aconsejable entre un torno y una rectificadora. ¿Qué dos fluidos se utilizan generalmente y por qué? 13 3

Desarrollo del tema 1. MOVIMIENTOS FUNDAMENTALES DE LAS MÁQUINAS HERRA MIENTAS

Ma Fig. 14.1

La posibilidad de efectuar un trabajo en las máquinas herramientas se debe a la combinación adecuada de tres movimientos fundamentales, a saber (fig. 14.1): — Movimiento de corte — Movimiento de avance — Movimiento de penetración Movimiento de corte (Me). Es aquel que hace posible el arranque de

viruta. Según la clase de máquina puede ser rectilíneo o circular, y en general suele ser un movimiento rápido. Fig. 14.1 Movimientos fundamentales de una máquina herramienta.

Movimiento de avance (Ma). Hace posible el arranque de viruta conti

nuado, o sea, la sucesiva eliminación de material hasta terminar una pasada. Es un movimiento lento y muy pequeño. Movimiento de penetración (Mp). Es el desplazamiento que se efectúa

cuando se ha terminado una pasada en la pieza y quiere darse otra para eli minar más cantidad de material. A este movimiento se le conoce corriente mente con el nombre de profundidad de pasada. Las direcciones de estos tres movimientos son siempre perpendiculares entre sí. 2. FACTORES DE CORTE

En los trabajos de corte que se realizan en las máquinas herramientas, con fluyen varios factores que inciden directamente en la producción y rendi miento de las mismas. Estos factores son: — — — — — —

Velocidad de corte Avance Profundidad de pasada Naturaleza de la herramienta Naturaleza de la pieza Lubricación y refrigeración

Como se podrá observar, los tres primeros derivan respectivamente de los tres movimientos fundamentales de las máquinas herramientas. Por otra parte, es fácilmente comprensible que el hecho de trabajar con herramientas de distinta constitución nos hará variar el caudal de material a eliminar y la velocidad a emplear. Otro tanto ocurrirá si la pieza que se meca niza es de mayor o menor dureza.

3. VELOCIDAD DE CORTE Recibe esta denominación la velocidad que llevará un punto de la superficie de la herramienta o de la pieza, según cual sea la que lleve el movimiento de corte, expresada en metros por minuto (m/min), excepto en las electroesme riladoras y rectificadoras, que se expresa en metros por segundo (m/seg). Al darse la circunstancia de que el movimiento de corte puede producir se en forma circular o rectilínea, se nos presentarán dos casos diferentes para el cálculo de la velocidad de corte: — Máquinas herramientas con movimiento de corte circular — Máq uinas herramientas con movimiento de corte rectilíneo 134

3.1 Máquinas herramientas con movimiento de corte circular  Para el cálculo de la velocidad de corte (Ve) de las máquinas herramientas con movimiento de corte circular (taladradora, torno, fresa, etc.), el punto a considerar P es siempre el más alejado del eje de rotación, estando situado sobre la superficie cilindrica de la pieza (torneado), o de la herramienta (tala drado, fresado, etc.). Dado que el movimiento de corte en todas estas máquinas es uniforme, para hallar la velocidad de corte tendremos en cuenta en un principio, la fór mula que nos determina la velocidad en el movimiento uniforme:  _

 _ e _ t

El espacio recorrido por el punto P de la periferia (fig. 14.2) en una vuel ta será: e = 7t x d mm siendo d el diámetro en mm de la pieza (torneado), de la broca (taladrado) o de la fresa (fresado).

Si este espacio queremos expresarlo en metros, dividiremos por 1000. 0 sea: 7T ■ d e = metros

Fig. 14.2

1000

Ahora bien, como que el elemento portador del movimiento de corte (herramienta o pieza) gira a un número de revoluciones N, el espacio recorri do en este número de vueltas será N veces mayor. tí - d

e =

N metros 1000 Además al recorrer este espacio en la unidad de tiempo (1 minuto), la velocidad de corte será:

Fig. 14.2 Velocidad de corte de un pun to: a) tomo; b) taladradora; c) fresadora.

ir-d   ■INI Ve =

1000

1

De esta fórmula podemos deducir las N revoluciones por minuto (r.p.m.) a que deberá girar la herramienta o pieza, partiendo de una velocidad de corte conocida. Así tendremos: N = 1000 •Ve 7T■d

r.p.m.

135

Ejemplos de aplicación:

1) Hallar la velocidad de corte a que trabajará una fresa cilindrica de 80 mm de diámetro que gira a 64 r.p.m. Solución:

Ve =

ir • d • N

3,14x80x64

1000

1000

= 16 rn/min

2) ¿A cuántas r.p.m. deberá girar una pieza de 24 mm de diámetro para ser  torneada con una Ve de 30 m/mln?  r-'l

Solución: N =

1000• Ve

1000x30

ir • d

3,1 4 x 24

= 398 r.p.m.

3.2 Máquinas herramientas con movimiento de corte rectilíneo

Ve

En las máquinas con movimiento de corte rectilíneo alternativo, caso de las limadoras, el cálculo de la velocidad de corte presenta una serie de condicio nantes derivados del sistema de accionamiento de la máquina.

L Fig. 14.3

Suponiendo que las carreras de avance y retroceso se efectúan con idéntico movimiento uniforme, el cálculo teórico sería el siguiente: Siendo L la longitud de carrera en mm (fig. 14.3), el espacio recorrido en una carrera completa (avance y retroceso) por la herramienta será: e = 2 Lmm Para expresarlo en metros, dividiremos por 1000 2L e = metros

Fig. 14.3 Velocidad de corte de un punto en ia limadora.

1000

Pero como la herramienta desarrolla un número N de carreras en un minuto, el espacio recorrido en este número N de carreras será N veces mayor; o sea: 2L N metros 1000 y por haber recorrido este espacio en la unidad de tiempo (1 minuto), la velo cidad de corte vendrá dada por la fórmula 2 ■L ■N 1000 1

Ve =

Asimismo si queremos averiguar el número N de carreras por minuto, partiendo de una velocidad de corte conocida, tendremos: N =- 1000• Ve •r.p.m. 2 •L En el caso de las limadoras con sistema de accionamiento bielamanivela, el movimiento es variado y al mismo tiempo diferente para las carreras de avance y retroceso, según ya se vio en el tema 6. Esto hace que la determinación exacta de la Ve presente bastantes dificultades, por lo que, por regla general, se hace cálculo aproximado de la velocidad media, cuyo calor viene dado por la fórmula siguiente: Ve = L •l\i 400 la que también podemos obtener

m/min

N = 400 •Ve Ejemplos de aplicación: 1) ¿Qué velocidad de corte desarrollará una limadora de movimiento unif  que trabaja a razón de 32 carreras por minuto con una longitud de carrera de 250 mm?  Solución: 136

Ve =

2 • L ■N

2 x 25 0 x 32

1000

1000

= 16 m/m¡n

2) ¿Cuántas carreras por minuto deberá llevar una limadora en el mecanizado del problema anterior en el supuesto de que se trate de un modelo blela-manlvela?  Solución:

400 ■Ve N =  ------------------= L

400x 250

16

= 25,6 c/min

4. AVANCE Y PROFUNDIDAD DE PASADA

Al desplazamiento dado en una vuelta o carrera por la herramienta o pieza, según quien lleve el movimiento, se le denomina avance  (a). Su valor es siempre muy pequeño, siendo del orden de las décimas o centésimas de mm (fig. 14.4). Se entiende por pro fundidad de pasada  (p) al espesor de material que se elimina en una pasada, viniendo determinado por la penetración en mm que se da a la herramienta o pieza. Este desplazamiento suele también ser pequeño y muchas veces va relacionado con el valor del avance (fig. 14.4). Tanto el avance como la profundidad de pasada están supeditados a los siguientes condicionantes: — La solidez de la máquina y de la herramienta — El grado de acabado de la pieza — La naturaleza del material a trabajar Es fácil deducir que, cuanto más robustas sean la máquina y la herra mienta, mayores podrán ser el avance y la profundidad de pasada; asimismo, éstos deberán disminuir tanto más cuanto más duro sea el material a meca nizar. Por otra parte, el aspecto superficial resultante en una operación de acabado será siempre mucho más perfecto cuanto menor sea el avance. Un avance excesivo siempre deja señales muy visibles.

b

5. TIEMPOS DE FABRICACIÓN

El cálculo del tiempo de fabricación es de vital importancia en un taller de producción, ya que ello nos permite determinar con exactitud los precios de costo de las piezas que se fabrican, así como una mejor distribución de los trabajos, máquinas y personal empleados en la fabricación. Al analizar un trabajo y determinar el tiempo de fabricación, debemos tener en cuenta los siguientes factores: — Preparación — Operaciones manuales — Mecanizado — Imprevistos El tiempo total vendría pues determinado por la suma de los tiempos empleados en las consideraciones anteriormente descritas. La determinación de los tiempos de preparación, operaciones manuales e imprevistos puede efectuarse por distintos m étodos (por estimación, crono metraje, comparación, etc.) propios de la Oficina de Métodos. En el presente tema nos centraremos solamente en el cálculo de los tiempos de mecanizado en máquina.

Fig. 14.4

Según se viera ya en Lima Tecnología de 1 curso, el tiempo de mecanizado viene dado por la expresión: siendo. L, desplazamiento de la herramienta o pieza en mm a, avance en mm por vuelta o carrera N, número de revoluciones o carreras por minuto

 p¡g 1 4 4 Avance y profundidad de pasada: a) limadora; b) torno; c) fresadora. 13 7

Debe tenerse en cuenta que el desplazamiento L comprende el valor de la longitud I a mecanizar más un espacio x que corresponde a la entrada de la herramienta, cuyo valor depende de la clase de trabajo o herramienta empleada. L =I+ x Veamos a continuación las fórmulas que nos determinan el valor del desplazamiento L para las principales máquinas herramientas (taladradora, torno, limadora y fresadora): Taladradora. En el taladrado el desplazamiento de la broca será (fig. 14.5): L =I+ x Tomando un ángulo de punta de 120°, el valor de la entrada x de la bro ca será:  _D_  _D_ 2 2 D x = tg 60 1,73 3,46 3 Fig. 14.5 Recorrido de avance de Ia bro ca en el taladrado. Fig. 14.6 Recorrido de avance de la herramienta o pieza: a) torneado; b) cepi llado.

Sustituyendo en la fórmula general tendremos: -l,

D mm

siendo D, el diámetro de la broca. Torno y limadora. Como que tanto en el torneado como en el cepilla do, el útil cortante es una cuchilla simple, el cálculo del desplazamiento de la misma será idéntico (fig. 14.6): L =I+ x

Fig. 14.6

Tomando 45° como ángulo de posición de la cuchilla, el valor de la entrada x será: x = p • tg H = p ■tg 45° = p ■1 = p por lo cual: L = I + p mm siendo p, la profundidad de pasada. 13 8

Fresadora. En el fresado, la determinación del desplazamiento L varía

según varios factores, por lo que analizaremos por separado los distintos casos.

a) Fresado tangencial.  Si observamos la figura 14.7, veremos que la entrada x de la fresa tendrá un valor igual al lado AB del triángulo OAB que se forma, por lo que, Fig. 14.7 Recorrido de avance en el fre sado tangencial. x2 = R2 - (R - p)2 ; x = V R 2 - (R - p)2 = \ / R 2 - (R2 — 2Rp + p2 = n /R 2 - R2 + 2Rp — p2 = V 2Rp — p2 = V Dp - p2 = V p ( D - p ) o sea que,

/— 7=---- ¡x = V p (D - p)

Fig. 14.8 Recorrido de avance en el fre sado frontal: a) eje de ia fresa perpendicu lar; b) eje de ia fresa oblicuo.

obteniendo pues, finalmente: L = I + V p (D — p) mm b) Fresado frontal. Si el eje de la fresa está completamente perpendi cular con la superficie de la pieza, la fresa deberá salir totalmente por el extremo del final de la pasada (fig. 14.8). Por ello el desplazamiento L será: L = I + D mm

139

Cuando el eje de la fresa está ligeramente inclinado respecto a la super ficie de la pieza, el fresado terminará tan pronto como la parte delantera de la fresa haya rebajado el punto más alejado M de la superficie de la pieza (fig. 14.8). El desplazamiento L será: L = I + x — xi Por otro lado tenemos que mientras que por otro, si observamos el triángulo MNO' en el que MO' = R, MN = xv O'N = z, resultará que: xi2 = R2 - z2 ;

xi = V R2 — z2

siendo

z = b/2 + e

Sustituyendo en la fórmula principal nos quedará finalmente la siguien te expresión: L = I + R — V R2 — z2 mm Ejemplo de aplicación: Queremos efectuar un fresado tangencial en una pieza de 100 mm de longitud, empleando una fresa de 80 mm de diámetro que gira a 72 r.p.m. ¿Cuánto tardare mos en dar una pasada de 5 mm de profundidad utilizando un avance de 0,2 mm por  vuelta?  Solución: t

6.

=

 

L — = a ■N

----------

I+ V

p

I D -

p)

-----------------------

a ■N

10 0 + V 5 ( 8 0 - 5 ) = ——— — 0,2 x 72  

------

 

------------

= 8,29

m in u t o s

GRÁFICAS DE VELOC IDAD

Con el fin de ahorrarse los cálculos, se emplean las gráficas de velocidad, con las que podemos determinar con bastante exactitud y rapidez los valores de la velocidad de corte, y lo que es más frecuente, las velocidades de rotación o de carrera de la pieza o herramienta. Algunos modelos de máquinas (tornos y fresadoras, especialmente) suelen llevar incluso una gráfica en el cabezal con las velocidades del mismo, para mayor comodidad del operario en su trabajo, ya que se ahorrará de hacer cálculos o de consultar cualquier dato en tablas o libros.

6.1 Construcción de una gráfica en abanico (fig. 14.9) Partiendo de las revoluciones o carreras por minuto, como dato conocido, será muy fácil construir una gráfica de velocidades en abanico. Veamos como ejemplo, el cabezal monopolea del torno de la figura 8.3, que se describe en el tema 8, y cuyas velocidades de rotación son, en orden progresivo, las siguientes: 194, 389, 416, 550, 778, 833, 1100, 1666, 2200 r.p.m. El orden a seguir para la construcción será el siguiente: 1) Trazaremos dos ejes perpendiculares dividiéndolos en un número cualquiera de partes iguales. Las divisiones del eje vertical representan las velocidades de corte (m/min) y las del eje horizontal, los diámetros, en mm, de la pieza. 2) Tomamos un diámetro cualquiera, por ejemplo 20 mm, y con él cal cularemos las velocidades de corte correspondientes a cada una de las velo cidades de rotación del cabezal. v = _3,14 x_20_x 194 = 12 1& m/mjn 1000

.. 3,14x20x389 . , ■ Vc2 = —1----------------   = 24,4 m/min = 3,14 x_20_x_416__ = 1000

Y así sucesivamente.

m/m¡n

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

220

240 250

D en (mm.) Fig. 14.9

3) Las velocidades de corte resultantes se señalarán, contando a partir de la horizontal, sobre la vertical correspondiente al diámetro de 20 mm. 4) Se trazarán desde el vértice O un haz de líneas en abanico, que casen  por los puntos señalados anteriormente. 5) Cada línea del haz corresponderá a una velocidad de rotación, seña lando sobre la misma su valor numérico.

Fig. 14.9 Gráfica de velocidad en abani co.

6.2 Construcción de una gráfica múltiple o combinada (fig. 14.10) En estas gráficas, además de las velocidades de rotación, podemos determi nar los tiempos de mecanizado. Para la construcción de las gráficas combinadas se emplea papel loga rítmico. Veamos a continuación cómo se procede para la construcción de la gráfica en cuestión, utilizando como ejemplo el mismo cabezal del gráfico anterior. 1) Sobre el eje OX se indicará una escala de velocidades de corte (m/min) y sobre el eje OY una escala de diámetros en mm. 2) Se procederá de la misma forma que en las gráficas de abanico para la determinación de los puntos por donde deben pasar las líneas indicadoras de la velocidad de rotación, con la diferencia de que, en vez de formar un haz, 141

e E

o

c

'£  c

0»

o

fO Fíg. 14.10

c^ -t_/ i  Fig. 14.10 Graf/ca de velocidad múltiple o combinada.

o

«SÍ

o o ooo < 0r -c o < r > o

V c

e n

o o

(%in)

son todas paralelas con una inclinación de 45°. 3) Sobre el eje XA se indicará una escala de tiempos en minutos empleados en el mecanizado de una longitud determinada, la cual se toma arbitrariamente (generalmente 10 mm, porque la cifra facilita el cálculo). . . WA . . . , , 4' Sobre el otro eje Y A se señalara una escala de avances, los cuales se situarán en la vertical del punto de intersección de la recta correspondien te a una velocidad de rotación determinada con la horizontal correspondiente al tiempo empleado en mecanizar 10 mm, haciendo el cálculo para cada uno de los avances que se escogen. 0 sea: Supongamos que los ava.nces que nos interesan situar en la gráfica son: 0,01, 0,02, 0,025, 0,03, 0,04, 0,05, 0,06, 0,07, 0,08, 0,09, 0,1, 0,15, 0,2 mm/vuelta. Utilizando la fórmula:

tendremos para cada avance los siguientes tiempos: 14 2

o o o oo Oo O O o o C l .O O o ío

10

0,01 x 194 10

= 5-15 min

^

0,02x194

= 2-57  min

t3 =


y así sucesivamente. 5) Una vez determinados los avances y señalados correctamente la gráfica quedará completada. El cálculo del tiempo se hará, pues, mirando la intersección de la verti cal del avance empleado con la velocidad escogida del cabezal sobre qué horizontal de tiempos está; el cual será, en el caso referido, referido a una longitud de mecanizado de 10 mm. De forma similar se procederá en el caso de tratarse de una fresadora, taladradora, limadora, etc.

7. LUBRICACIÓN Y REFRIGERACIÓN En los trabajos de mecanizado de los metales empleando herramientas de corte para el arranque del material, se produce un desprendimiento de calor de mayor o menor importancia. La causa fundamental de este calentamiento es el rozamiento de la arista de corte contra la pieza, así como el de la viruta contra la superficie de desprendimiento. Este aumento de temperatura repercute de forma negativa en todas aquellas partes que, de forma más o menos directa, están relacionadas durante el corte (herramienta, pieza, viruta, etc.). La herramienta pierde el filo y por lo tanto, la capacidad de corte; la pie za se dilata con el calor, con lo que puede inducir a error en las medidas y, finalmente, la viruta puede causar quemaduras al operario cuando sale des pedida y está excesivamente caliente. Todos estos factores negativos que influyen de manera tan decisiva en el corte pueden eliminarse o disminuirse beneficiosamente con el empleo de sustancias que evacúen o absorban el calor desprendido. Estas sustancias se les denomina fluidos de corte.

8. CLASES DE FLUIDOS DE CORTE El sistema de absorción del calor varía según la clase de fluido de corte que se emplea, los cuales pueden ser: — — —

Fluidos de cortelubricantes Fluidos de corte refrigerantes Fluidos de corte lubricantes y refrigerantes

Fluidos de corte lubricantes. Tienen por objeto disminuir el rozamien to, con lo cual se consigue una gran disminución de calor. Se emplean princi palmente como fluidos lubricantes los aceites de corte. Fluidos de corte refrigerantes.  Tienen como misión absorber el calor por enfriamiento. Pertenecen a este grupo el agua con sosa y el aire a pre sión. Fluidos de corte lubricantes y refrigerantes. Son los que poseen mayo

res ventajas, por lo que su empleo tiene mejor aceptación. Su característica principal, que le distingue de los demás, es la de reunir el doble poder lubri 143

cante y refrigerante a la vez. Los fluidos de corte lubricantes y refrigerantes más empleados son: aceites solubles o taladrinas, petróleo, aceites minerales y aceites de azufre, entre otros. En resumen, las conclusiones fundamentales a que nos conducirán el empleo del fluido de corte adecuado son los siguientes: — Trabajos con velocidades de corte superiores — Trabajar con mayor caudal de corte — Acab ado s más exactos y de mejor aspecto superficial en las piezas

Tema 15. Roscas

OBJETIVOS — Conocer las diferencias existentes entre distintos tipos de roscas. — Saber deducir las principales dimensiones de una rosca. — Manejar correctamente las tablas de roscas normalizadas.

PRÁCTICAS BÁSICAS DEL TEMA B -8 Rosca interior (tuerca) B-9 Rosca exterior (tornillo)

CUESTIONARIO TEÓRICO 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Rosca Rosca Rosca Rosca Rosca Rosca Rosca Rosca

Mé trica S.l. Whitworth de gas Sellers trapecial Métrica trapecial AC M E cuadrada redonda

FICHA GUÍA Con el estudio de este tema y la ayuda que en la práctica te hayan proporcionado la construcción de roscas, empleo de machos, terrajas, etc., busca respuesta a los siguientes puntos: 1. Cuando la rosca es normalizada, las dimensiones pueden determinarse con el empleo de tablas; no obstante, en oca siones esto no es posible, como por ejemplo en el caso de una rosca Whitworth de 1 5/8" de diámetro nominal y 10 hilos por pulgada de paso. ¿Por qué razón no es posible y cuáles serían las dimensiones en este caso? 2. En las tuberías se emplea la rosca de gas. ¿Por qué razones se emplea este tipo de rosca y no otro? 3. ¿Cuánto medirá el diámetro exterior de la rosca de un tubo de 1"? 4. Para construir una tuerca en la que deba ajustarse un tornillo con rosca trapecial Mé trica de 48 x 6 , ¿a qué medida mandrinarías el agujero? 5. Si tuvieras que mecanizar un tornillo con rosca trapecial AC M E de 2" x 1/5" te sería necesario disponer de una herramienta convenientemente afilada. En el caso de tener que prepararla, ¿con qué ángulo afilarías los flancos y qué-.anchura darías al truncado de la punta de la herramienta? 14 5

Desarrollo del tema En el el 1er curso de Tecnolo gía ya se estudiaron los concept conc eptos os generales sobre roscas, su clasificación y sus aplicaciones. En el presente texto analizaremos las características y cálculos de dimensiones de los principales sistemas de roscas, atendiendo al siguiente cuadro:

Roscas triangulares triangulares

Métrica S.l. Whitworth De gas Sellers

Roscas trapeciales

Métrica ACME

Rosca cuadrada Rosca redonda

1. ROSCA MÉT RICA S.l. La forma del filete es la de un triángulo equilátero e quilátero con las crestas truncadas a 1/8 de la altura H y los fondos redondeados a 1/16 de H, siendo H la altura del triángulo trián gulo gener g enerador ador (fig. (fig. 15.1). 15.1). El ángulo de la rosca es de 60° y él paso es igual a la base del triángulo.

Fig. 15.1

Todas las dimensiones de esta rosca vienen expresadas en mm. Partiendo del diámetro nominal (D) y del paso (p) como datos conoci dos, la determinación de las fórmulas que nos darán las dimensiones de la rosca sería la siguiente:  Altura  Altu ra del de l triángulo equilátero (H) (H) tg 30° = s

H =

H

Fig. 15.1 15.1 Rosca Ros ca métrica S.L

P cotg . 30 , no = —1,732 1,7 32—•p— = 0,866 n 66 •p„ -—-— —0,8

P

2 ■tg 30 30

2

2

H = 0,866 : p  Altura  Alt ura del de l fílete (h) h = H-

8

— 16

16H 16

2H 16

= 0, 0,704 704 ■p h = 0,704 ■p 14 6

H 16

13 H = 13 •0,866 •p 16 16

 Al tu ra de co nt ac to de lo s file tes  

hi = H — 2 ( — ) = H 8

4

(h,)

— H = - 7 - ■0,866 •p = 0,65 •p •p 4 4

Diámetro del núcleo del tornillo  tornillo  (d) d = D — 2 h = D —2 (0, (0,70 704 4 •p) = D - (1,4 (1,4 •p) •p)

Diámetro del fondo del filete de la tuerca  tuerca  (d') d' = D + 2 ( — ) = D H— — = D+ 8 16

0,866 ’ p 8

= D + (0,108 (0,108 • p)

d' = D + (0,108 •p) Diámetro del agujero de la tuerca  tuerca  (dn) di = D — 2hi = D — 2 (0,65 ■p) = D - ( 1 , 3 - p ) di = D - (1,3 (1,3 - p) Diámetro medio para tornillo y tuerca  tuerca   (dm) dm = D - hi = D - (0,65 ■p) dm = D — (0,65 •p) Radio del fondo del filete  filete   (r) (fig. 15.2) r =
H 32

-----

;

r =

r - 0,5 0,5rr =

H 0,866 • p n n c„ „ =-— ------ — = 0,05 0,054 4 ■p 16 16 r = 0,054 ■p

Fig. Fig. 15.2 15.2 Detalle del d el fondo del filete de de la rosca Métrica S.l.

Fig. 15.2

2. ROSCA ROSCA WH ITWO RTH El filete es un triángulo isósceles, cuyos flancos forman un ángulo de 55°, siendo el lado menor igual al paso. Tanto la cresta como los fondos son redonde red ondeados ados a 1/6 de H, resultando resultan do una rosca sin juego jue go (fig. 15.3). 15.3). 14 7

El diámetro nominal de la rosca viene expresado en pulgadas y el paso, por el número de hilos que tiene en una pulgada. Para el cálculo de las dimensiones, partiremos también de (D) y (p) como datos conocidos, resultando las siguientes fórmulas:  Altura  Alt ura de l triángulo Isósceles (H) (H) 55 _ p/2 . tg H H =

= -E - - c o „ 27°30 27°30'' = - E _ 1.92, 1.92, . 0,9605 0,9605 ■p

H = 0,9605 ■p

 Altura  Alt ura del de l filete (h) h = H —2 ( — ) = H 6

— 3

- J - H = -| - | - ■0,9605 0,9605 ■p = 0,6403 ■p h = 0,6403 0,6403 • p

Fig. 15.3 Rosca Whltworth. Fig. 15.4 Detalle del fondo del filete de la rosca Whltworth.

Diámetro del núcleo del tornillo (d)

d = di Diámetro del agujero de la tuerca  tuerca  (d,) d = d i = D — 2h = D — 2 (0,64 (0,6403 03 ■p) = D - (1,28 (1,2806 06 •p) d = D - (1,2806 (1,2806 ■p) Diámetro del fondo del fílete de la tuerca  tuerca   (d') d'= D

d’ = D

Diámetro medio  medio  (dm) dm = D — h = D — (0, (0,6403 6403 ■p) dm = D - (0,6403 (0,6403 ■p) Radio del fondo del fílete  fílete   (r) (fig. 15.4) r = ( r + -^-) -^ -) •sen 27°30' = ( r.+ — ) •0,46 = 0,46r + 0,076H ; 6

r — 0,46r 0,46r = 0,076H 0,07 6H ;

6

0,54r 0,54r = 0,076H 0,07 6H ;

r = - P '076H '0 76H 0,54

r = 0,142 - 0 , 9 6 -p = 0,137 ■p r = 0,137 ■p Fig. 15.4

1 48

= 0,142H 0,14 2H ;

3. ROSCA DE GAS

v /////// / /w w r tv *

Una variante de la rosca Whitworth la constituyen las roscas de gas, las cua les tienen el mismo perfil pero con pasos mucho más finos; empleándose preferentemente en tuberías de conducción de fluidos. Es interesante destacar que el diámetro nominal de esta rosca (D), corresponde al diámetro interior del tubo y no al exterior de la rosca como en la normal (fig. 15.5).

~

Z ¿ Z Z /Z Z /Z /r^ U ^ Fig. 15.5

Las fórmulas que se emplean para el cálculo, relativas a las dimensio nes del filete, son las mismas que las de la rosca Whitworth. 4.

ROS CA SELLERS

Es una rosca americana cuyo filete tiene forma de triángulo equilátero, con las crestas y los fondos truncados a 1/8 de H, siendo H la altura de dicho triángulo (fig. 15.6). Teóricamente es una rosca sin juego.

Al igual que en la rosca Whitworth, el diámetro y el paso se expresan en pulgadas e hilos por pulgada respectivamente, acompañando en la designa ción de las roscas las siglas NC y NF, según se trate de una rosca normal o fina. Siguiendo la tónica de las anteriores, el cálculo de las dimensiones será el siguiente:  Alt ura del triángulo equilátero (H) tg 30° = S ¡ L ; ti

H =

tg oU

= -H- ■cotg 30° = Z

Z 

■1,132 = 0,866 ■p

H = 0,866 • p  Alt ura de l filete (h) h = H - 2 (— ) = H - — = — H = — 4 4 4 8

■0,866 ■p = 0,65 ■p

h = 0,65 • p Diámetro del núcleo del tornillo (d)

d = di Diámetro del agujero de la tuerca  (d,) d = d ¡ = D — 2h = D —2 (0,65 •p) = D - (1,3 •p) d = D - (1,3 p) 14 9

L J

Diámetro del fondo del fílete de la tuerca  (d') d’ = D d' = D

V 

Diámetro medio para tornillo y tuerca  (dm) dm = D — h = D — (0,65 ■p) Jm = D — (0,65 ■p)

\ 

 An cho del fondo de l filete  (x) (fig. 15.7) Fig. 15.7

tg 30° =

H/ 8

= — H

;

4x = H ■tg 30° = H •0,577 9

x = . 0,577 ■H_ = 0 M 4 H = 0144 (Q 866 p) = 0125  _p x = 0,125 ■p

5. ROSCA TRAPECIAL MÉTRICA

Fig. 15.7 Detalle del fonde del fílete de la rosca Sellers.

El filete tiene forma de trapecio isósceles, con un ángulo entre flancos de 30°. La línea media se halla situada a una distancia p/4 de la cresta del torni llo (fig. 15.8), existiendo un juego cuyos valores (a) y (b) dependen del paso de la rosca, según los datos del siguiente cuadro:

Fig. 15.8 Rosca trapecial Métrica.

Juego Pasos

(a)

(b)

Hasta 2 mm

0,2 mm

0,3 mm

De 3 a 4 mm

0,25 mm

0,5 mm

De 5 a 12 mm

0,25 mm

0,75 mm

De 14 a 26 mm

0,5 mm

1,5 mm

Las dimensiones vienen expresadas en mm.

Partiendo de los datos conocidos (D) y (p), así como de los valores constantes (a) y (b), las fórmulas que nos determinarán los valores de las dimensiones fundamentales serán las siguientes: 15 0

 Altura de l filete del tornillo  (h) h = p/4 + p/4 + a = p/2 + a h = p/2 + a  Altura del filete de la tuerca (h’) h'= h + a — b = p /2  +a + a — b = p /2 +2 a —b h' = p/2 + 2 a —b  Alt ura decontacto delos filetes  (h,) hi = h — b = p /2  + a — b  ________________ hj = p/2   + a - b Diámetro del núcleo del tornillo  (d) d = D — 2h = D —2 (p/2 + a) = D - (p + 2a) d = D - (p + 2a) Diámetro del fondo del filete de la tuerca  (d')  _____ d' = D + 2a  ____ d' = D + 2 a Diámetro del agujero de la tuerca  (d,) di = D — 2hi = D - 2 (p/2 + a - b) = D - (p + 2a - 2b) di = D — (p + 2a — 2b) Diámetro medio para tornillo y tuerca  (dm) dm = D - 2 (p/4) = D - p/2 dm = D — p/2  An cho de l fondo del filete  (x) (fig. 15.9) tg 15° = P/4 z

■ - - p/4 ■cotg 15° = p/4 •3,732 = 0,933 ■p

y = z — (p/4 4- a) = 0,933 ■p —0,25 ■p — a = 0,683 •p —a p/4 _ _z_ x/2 y

2x

- '933 ' P 0,683 ■p — a

x = 0,366 ■p - 0,536 •a

x = 0,366 • p — 0,536 • a

Fig. 15.9 Detalle del fondo del filete de la rosca trapecial Métrica.

Fig. 15.9

6. ROSCA TRAPECIAL ACME La forma del filete es la de un trapecio isósceles, con los flancos formando un ángulo de 29°. El diámetro y el paso se expresan en pulgadas e hilos por pul gada respectivamente, existiendo un juego entre crestas y fondos de 1/100 pulgadas, o sea, 0,254 mm. 151

La línea media está equidistante de las crestas del tornillo y de la tuer ca, a un valor de p/4 (fig. 15.10).

Las fórmulas que nos determinan las dimensiones de esta rosca son las siguientes:  Altura del filete del tornillo (h)

h = hi

 Altura de l filete de la tuerca  (h') h = h' = p/4 + p/4 + 0,254 = p/2 + 0,254 h = p/2 + 0,254 Fig. 15.10 Rosca trapecial  a c m é .

 Altura de in t a c t o de los filetes  (h,) hi = p/4 + p/4 = p/2 hi - p /2 Diámetro del núcleo del tornillo  (d) d = D — 2h = D —2 (p/2 + 0,254) = D - (p + 0,508) d = D - (p + 0,508) Diámetro del fondo del filete de la tuerca  (d') d' = D + (2 •0,254) = D + 0,508 d' = D + 0,508 Diámetro del agujero de la tuerca  (d,) d, = D - 2h' = D - 2 (p/2) = D - p di = D — p Diámetro medio para tornillo y tuerca  (dm) dm = D —h' = D — p/2 -----------------

152

 An cho del fondo del filete  (x) (fig. 15.11) z = p/4 ■cotg 14°30' = p/4 ■3,866 = 0,966 •p y = z - (p/4 + 0,254) = 0,966 •p - 0,25 ■p - 0,254 = 0,716 ■p - 0,254 p/4 _ 0,966 ■p x/2 0,716- p -0 ,2 54

'

P _ 2x

0,966 ■p 0,716 ■p - 0,254

x = 0,37 ■p -0,13 x = 0,37 ■p -0,13

Fig. 15.11

7. ROSCA CUADRADA El filete está engendrado por un cuadrado, cuyo lado equivale a la mitad del paso de la rosca, por lo cual, la parte llena será igual que la hueca (fig. 15.12).

Fig. 15.11 Detalle del fondo del fílete de la rosca trapecial  A C M E . Fig. 15.12 Rosca cuadrada.

Fig. 15.12

Las fórmulas que nos darán las dimensiones de la rosca serán las siguientes:  Altura de l filete  (h) h = p /2

h = p /2

Diámetro del núcleo del tornillo (d) Diámetro del agujero de la tuerca  (d,) d = d i = D — 2h = D —2 (p/2) = D - p

d = di

d =D Diámetro del fondo del fílete de la tuerca  (d') d' = D d' = D Diámetro medio para tornillo y tuerca  (dm) dm = D - h = D - p/2 dm = D - p/2 15 3

8. ROSCA REDONDA

Los flancos del filete forman entre sí un ángulo de 30° y las crestas y los fon dos llevan un redondeado cuyo valor es aproximadamente p/4, dejando entre ambos un juego de 0,05 p (fig. 15.13).

Fig. 15.13

Las dimensiones vendrán dadas por las fórmulas siguientes:  Altura del fílete  (h) h = p /2

h = p /2

 Altura del contacto de los filetes  (hn) hi = h —0,05 •p = p/2 — 0,05 •p = 0,45 ■p hj = 0,45 •p

Fig. 15.13 Rosca redonda.

Diámetro del núcleo del tornillo  (d) d = D — 2h = D — 2 (p/2) = D - p d = D —p Diámetro del fondo del fílete de la tuerca  (d') d' = D + 2 •0,05 ■p = D + 0,1 ■p d' = D + 0,1 ■p Diámetro del agujero de la tuerca  (dn) di = D — 2hi = D - 2 (0,45 •p) = D - 0,9 •p di = D - 0,9 ■p Diámetro medio para tornillo y tuerca  (dm) dm = D —hi = D — 0,45 ■p dm = D — 0,45 •p No ta. En el apéndice del final del libro figuran las tablas que nos dan directamente las principales dimensiones normalizadas de las roscas estudia das.

154

Tema 16. Engranajes rectos

OBJETIVOS — Adquirir unas ideas generales sobre la utilidad de los principales tipos de engranajes. — Conocer los elementos característicos de un engranaje recto. — Comprender los conceptos de módulo y diametral Pitch de un engranaje recto. — Saber elegir la fresa adecuada para el tallado de los dientes de un engra naje. — Saber realizar los cálculos necesarios para determinar las dimensiones fundamentales de un engranaje recto.

PRÁCTICAS BÁSICAS DEL TEMA D-15 Tallado de los dientes de un piñón D-16 Tallado de los dientes de una rueda

CUESTIONARIO TEORICO 1. 2. 3. 4.

Engranajes. Generalidades Engranajes rectos. Terminología Mó dulo y diametral Pitch Relaciones fundamentales: fórmulas

FICHA GUÍA A través del estudio teórico del tema y con el concurso de los conocimientos adquiridos en la práctica, resuelve el siguiente cuestionario: 1. Los engranajes rectos, helicoidales, cónicos, de tornillo sin fin y cremalleras, tienen cada uno unas aplicaciones con cretas, las cuales podrás encontrar fácilmente en tu vida cotidiana por hallarse muy extendidos. Busca un ejemplo de transmisión efectuado por cada uno de estos engranajes en un mecanismo real. 2. Las circunferencias primitivas de dos ruedas dentadas que engranan entre sí, son tangentes y con la misma veloci dad tangencial. ¿Por qué razón las velocidades de las dos circunferencias no pueden ser distintas? 3. Imagina que tienes que construir un piñón de recambio, igual a otro que tienes de muestra (puedes escoger uno cualquiera en el taller). Para ello deberás hacer el cálculo previo de las dimensiones fundamentales. ¿Cuáles serán las imprescindibles para que puedas llevar a cabo la construcción del referido engranaje? 4. Para transmitir el movimiento entre dos ejes paralelos, distantes en 75 mm, tienes una rueda de 60 dientes de mó dulo 1,5, debiendo construir la otra. ¿Cuántos dientes deberá tener y con qué número de fresa harás el tallado? 5. Habrás observado que en el torno, el desplazamiento del carro longitudinal se efectúa por el mecanismo de piñón y cremallera. El piñón está tallado con una fresa acorde con el módulo y el número de dientes del mismo, pero, ¿y la cremallera?, ¿con qué número de fresa se ha tallado? 15 5

Desarrollo del tema 1. ENGRANAJES. GENERALIDADES Cuando la transmisión del movimiento entre dos ejes ha de ser uniforme y los esfuerzos considerables, se emplean unos discos con un dentado periférico de forma que los salientes de uno se introducen en los huecos del otro. De este modo, al girar el disco conductor, empujará continuamente al conduci do, ya que, cuando un saliente se separa del hueco por efectos del giro, en el cual se había introducido el siguiente, a su vez, ya ha entrado, y así sucesiva mente. Esta forma de transmisión del movimiento se denomina por engranajes, recibiendo el nombre de rueda el engranaje de mayor diámetro y piñón el más pequeño. Por otra parte, en toda rueda dentada podemos distinguir tres partes (fig. 16.1): — Cubo — Corona — Brazos El cubo  es la parte central del engranaje, por donde se fija a su eje.

Fig. 16.1

La corona  es la parte donde se encuentran los dientes. Los brazos unen el cuerpo con la corona, siendo variable el número de ellos que puede llevar una rueda. Cuando la rueda o el piñón son pequeños, no admiten, por razón de sus dimensiones, la disposición de dichos brazos, construyéndose entonces macizos o en forma de plato (fig. 16.2). Fig. 16.1 Partes de una rueda dentada. Fig. 16.2 Formas de ruedas: a) con bra  zos; b) maciza; c) de plato. Fig. 16.3 Tipos de engranajes: a) recto; b) helicoidal; c) cónico; d) sinfín, e) crema llera.

Fig. 16.2

Según la disposición de los ejes en que van montados los engranajes que deban transmitir su movimiento pueden ser de varios tipos, de los que destacaremos por su importancia (fig. 16.3), los siguientes: Engranajes rectos. Transmiten el movimiento entre ejes paralelos. Engranajes helicoidales. Transmiten de forma más suave el movimien to entre ejes paralelos, pudiendo hacerlo también entre ejes que se cruzan. Engranajes cónicos. Se emplean para la transmisión de movimientos entre ejes que se cortan. Engranajes de tornillo sin fin. Empleados en aquellas transmisiones entre ejes que se cruzan y que deban tener una gran reducción de velocidad. En cierto modo son una variante de los engranajes helicoidales. Cremallera. Puede considerarse como un engranaje recto de radio infi Fig. 16.3

156

e

nito.

2. ENGRANAJES RECTOS. TERM INOLO GÍA Los engranajes rectos son discos que en su periferia llevan tallados unos dientes paralelos al eje donde van montados. Como ya hemos visto anterior mente, sirven para transmitir movimientos entre ejes paralelos. En un engranaje recto podemos distinguir los siguientes elementos característicos (fig. 16.4): Circunferencias primitivas. Son dos circunferencias tangentes entre sí, cuyas velocidades tangenciales son ¡guales. Para tener una ¡dea más exacta, podemos considerar a las circunferencias primitivas como las correspondien tes a dos ruedas de fricción (fig. 16.5).

Fig. 16.4

Fig. 16.4 Elementos característicos: cir cunferencias y diámetros. Diámetro primitivo  (d). Es el diámetro de la circunferencia primitiva. Circunferencia exterior. Es la que coincide con el extremo exterior de los dientes y en la cual está inscrito el engranaje. Diámetro exterior   (de). Es el diámetro de la circunferencia exterior.

Fig. 16.5 Posición de las circunferencias  primitivas de dos ruedas que engranan. Fig. 16.6 Elementos característicos del  diente.

Circunferencia interior.  Es la que coincide con el fondo de los dientes. Diámetro interior   (df). Es el diámetro de la circunferencia interior. Cabeza del diente. Es la porción de diente comprendida entre la circun ferencia primitiva y la exterior (fig. 16.6).

J k

I

fV

é

✓ ^ 

Fig. 16.6

157

 Addendu m  (a). Es la altura de la cabeza del diente (fig. 16.6). Pie del. diente.  Es la porción de diente comprendida entre la circunfe rencia primitiva y la interior (fig. 16.6). Dedendum  (b). Es la altura del pie de! diente (fig. 16.6).  Altura del diente  (h). Es la distancia radial entre las circunferencias exterior e interior (fig. 16.6). Flanco del diente.  Es la superficie lateral del diente que mira al hueco (fig. 16.6). Espesor del diente (e). Es la longitud del arco de circunferencia primiti va correspondiente a un diente (fig. 16.6).  Anchura del hueco.  Es la longitud del arco de circunferencia primitiva comprendido entre los dos flancos que miran al hueco (fig. 16.6). Longitud del diente  (B). Es la anchura de la corona (fig. 16.6). Paso circular   (p). Es la longitud del arco de circunferencia primitiva comprendida entre dos puntos homólogos de dos dientes consecutivos (fig. 16.6). Para que dos ruedas engranen es necesario que los pasos circulares de ambas sean iguales.

3. MÓDULO Y DIAMETRAL PITCH Módulo. El módulo (m) es un importante elemento característico de un engranaje, ya que condiciona todas las restantes dimensiones. Se entiende como tal al cociente de dividir el diámetro primitivo, expre sado en mm, por el número de dientes (z) del engranaje (fig. 16.7): Fig. 16.7

m

 _d_ z

Para eliminar la arbitrariedad en la elección del módulo, se han tomado como tal unos valores normalizados, los cuales son números enteros o deci males sencillos, como podemos ver en este cuadro: Módulos Módulos Módulos Módulos

Fig. 16.7 Módulo.

de 1 de 4 de 7 de 12

0,25 0,5

en en en en

a 4 variando de 0,25 a 7 variando de 0,5 a 12   variando de 1 a 2 0   variando de 2

1 2

El tallado de los dientes de un engranaje con las fresas de perfil cons tante o, fresas módulo, está siempre en función del módulo y del número de dientes a tallar, de tal forma que existen juegos de fresas que cubren las posi bilidades de efectuar cualquier dentado, según podemos ver en el siguiente cuadro:

15 8

N ° f r es a

1

M ódulo s

N°

12

de

dientes

a

1 a 10

a ta lla r

13

Módulos

N°

superiores

dientes

a 10

a tallar 

12

1, 5

2

2 ,5

14 -

a

14

3 ,5

18 -

17

13

3

a

4

4 ,5

21 -

20

a

5

5 ,5

26 -

25

a

6

6 ,5

a

-

a

8 Más

-

de

34

54

1 34

26 30

35 42

55

80

Más

a

de

15

17

19

21

23

a

a

a

a

a

a

a

a

a

a

18 2 0

22

25

29

34

41

54

79

16

7 ,5

55

35 -

7

1 34

134 134

Diam etral Pitch. Es el dato que viene a sustituir la función del módulo en los países que emplean la pulgada como unidad de medida. El diametral Pitch (Pt), o simplemente Pitch, representa el número de dientes que corresponden a cada pulgada de diámetro primitivo, expresándo se así:

25,4 Los valores normalizados del diametral Pitch los podemos ver en el siguiente cuadro: Diametral Diametral Diametral Diametral Diametral

Pitch Pitch Pitch Pitch Pitch

de 1 a 3 variando de 3 a 4 variando de 4 a 12   variando de 12 a 32 variando de 32 a 36 variando

de de de de de

0,25 en 0,25 0,5 en 0,5 en 1 1 2 en 2 en 4 4

En cuanto a los juegos de fresas empleados en el tallado de engranajes con diametral Pitch son los siguientes:

N ° fresa

1

Pitch

N°

Más

de

dientes

de

3 6 a 2 V4

a ta lla r

1 34

1 34

Pitch

N°

Má s 8 0

55

42

35

30

de

dientes

a

a

a

a

79

54

41

34

2 Y,  a 1

a ta lla r

de

2

1 ,5

2 ,5

55 -

a

a

134 134

3

3 ,5

35 -

a

4

4 ,5

54

a

5 ,5

21

26 -

5

-

a

6

6 ,5

17 -

a

7 ,5

14 -

34

25

26 23

21

19

17

15

a

a

a

a

a

2 9 25

22

20

18

16

a

7

20

a

12 —

16

14

8

a 13

13

12

Entre los valores del módulo y el diametral Pitch, existe la siguiente relación: Por una parte sabemos que el módulo y el Pitch vienen determinados respectivamente por las fórmulas m = —

Pt =

z d 25,4

Despejando el número de dientes en ambas e igualando, tendremos: z =  _d^ m

d •Pt 25,4 d_ _ d •Pt m 25,4

25,4 •d = m ■d ■Pt ; 25,4 = m ■Pt De donde: m = ^ i Pt Para que xios ruedas dentadas engranen entre sí, es condición indispen sable que el módulo o el Pitch de ambas sean iguales.

4. RELACIONES FUNDAMENTALES: FÓRMULAS Las fórmulas que relacionan las dimensiones fundamentales de un engranaje recto y que se aplican para el cálculo númerico de los mismos, son las siguientes (fig. 16.8):’  Módulo (m) m = ■d

m

Pitch  (Pt) z Pt =

25,4 •z d

p - Z = 7 T - d ;

p

25,4 Paso circular  (p)

=

7T ■

 _d_ z

Pt = - ? M  _d_ = 7T•m z

p = 7r •m

 Addendum  (a) a=m

a =m Dedendum  (b) b = 1,25 ■m

1,25 ■m

 Altura del diente ( h ) h = a + b = m + 1 ,25 •m - 2,25 ■m Espesor del diente (e) n ■m = 1,57 ■m 2

h = 2,25 ■m 1,57 ■m

2

Longitud del diente (B) B = 10 ■m

B = 10 ■m Diámetro primitivo (d) m = Fig. 16.8 Dimensiones de ios engrana  jes.

;

d =m

d = m •z

Diámetro exterior   (de) de = d + 2 a = m ■z + 2 m = m (z + 2 ) Diámetro Interior   (df) df = d — 2b - m ■z — 2 (1,25 ■m) = m ■z —2,5 m = m (z — 2,5) Distancia entre ejes (c)  _ d + d' _ m •z + m •z' _ m •(z + z')

de = m ■(z +.2 ) df = m •(z — 2,5)

c =

m ■(z + z')

Ejemplo de aplicación: La transmisión entre dos ejes debe realizarse por medio de dos engranajes rec tos de 120 y 80 dientes respectivamente. Determinar las dimensiones fundamenta les sabiendo que el módulo es 2 . Solución: p = ir • m = 3,14 x 2 = 6,28 mm a = m = 2 mm b = 1,25 • m = 1,25 x 2 = 2,5 mm h = 2,25 • m = 2,25 x 2 = 4,5 mm e = 1,57 ■m = 1,57 x 2 = 3,14 mm B = 10 m = 10 x 2 = 20 mm d = m- z = 2x 12 0 = 240 mm d' = m • z' = 2 x 80 = 160 mm de = m (z + 2) = 2 (120 + 2) = 244 mm d'e = m (z' + 2) = 2 (80 + 2) = 164 mm df = m (z - 2,5) = 2 (120 - 2,5) = 235 mm d ' f = m ( z ' — 2, 5) = 2 ( 8 0 - 2 , 5 ) = 1 55 mm c

160

m( z + z')

--------

2( 120 + 80) =  ------------

= 200 mm

Tem a 17. Metrología trigono métrica. Verificación de conos y engranajes

OBJETIVOS — Conocer la resolución de los principales problemas de medición trigono métrica de ángulos y longitudes. — Conocer los diversos procedimientos de verificación de conos y su re solución. — Conocer los diversos procedimientos de verificación de una rosca. — Conocer los diversos procedimientos de verificación de engranajes.

PRÁCTICAS BÁSICAS DEL TEMA B-9 Verificación de roscas D-16 Verificación de engranajes

CUESTIONARIO TEÓRICO 1. 2. 3. 4.

Metrología trigonométrica: su objeto Determinación trigonométrica de ángulos Determinación trigonométrica de longitudes Verificación de conos 4.1 Verificación del ángulo de un cono 4.2 Verificación de los diámetros de un cono

5. Verificación de roscas 5.1 Verificación del paso 5.2 Verificación del diámetro exterior 5.3 Verificación del diámetro interior 5.4 Verificación del diámetro medio 6 . Verificación de engranajes 6.1 Verificación del diámetro exterior 6.2 Verificación del espesor del diente

FICHA GUÍA Analizando detalladamente los puntos teóricos expuestos en este tema, trata de buscarle su aplicación conveniente en los siguientes problemas de verificación: 1. Una forma de comprobar si has asimilado bien los con ceptos teóricos puede ser, por ejemplo, determinar las dimen siones de una cola de milano. Haz el cálculo de la cola de milano del carro superior del torno. 2. Si tuvieras que construir un casquillo del mismo diámetro (D) que el cascote que tienes de muestra (fig. a), en el cual efectúas la medición (I') utilizando dos cilindros de diámetro (d), ¿cómo deducirías lá fórmula D = í t ^ i2 que nos con duce a la resolución del problema? ^

3. En el desarrollo teórico habrás visto los bloques Micyl aplicados a cálculos trigonométricos en piezas prismáticas; pero su utilidad abarca también a las piezas de revolución. ¿Cómo verificarías una pieza de revolución con un cono exterior? Deduce la fórmula para el cálculo apropiado. 4. Suponte que tienes que verificar una rueda dentada de 32 dientes y 256 mm de diámetro exterior, con un pje de rey para engranajes. ¿Cuál será el espesor cordal del diente y la flecha correspondiente? 5. Uno de los procedimien tos de verificación de engranajes es mediante el micrómetro de platillos. Si utilizas este medio para verificar los engranajes D-15 y D-16 de los ejercicios de prácticas, ¿qué diferencias existirán en la medi ción de uno y otro? 161

Desarrollo del tema 1. METROLOG ÍA TRIGO NOM ÉTRICA : SU OBJETO La metrología trigonométrica tiene por objeto la determinación de las cotas en piezas angulares, empleando el cálculo trigonométrico. Los elementos de que nos servimos para la determinación de estas cotas han de ser de gran precisión, empleándose cilindros, bolas, calas, blo ques Micyl, etc. En el siguiente cuadro podemos ver los casos más característicos de mediciones trigonométricas en piezas de ajuste.

MEDICIÓN DE ÁNGULOS Y LONGITUDES

a) Piezas con un ángulo cuya bisectriz es perpendicular a una de sus superficies.

b) Pieza con un ángulo que tiene una superficie per pendicular con otra superfi cie de la misma.

Fig. 17.1 Bloques Micyl.

c) Pieza con un ángulo en posición oblicua y comple tamente asimétrica con todas las superficies de la pieza.

2. DETERMINACIÓN TRIGONOMÉT RICA DE ÁNGULOS F i g .   17.1

La determinación del valor del ángulo en cada uno de los tres casos expues tos anteriormente, podemos verlos a continuación: a) Pieza con un ángulo cuya bisetriz es perp endicular a una de s superficies. La medición se efectuará con el auxilio de dos cilindros de dis tinto diámetro (fig. 17.1). c = (yi - R) - (y2 — r) = yi - R —y2 + r = yt —y2 + r — R c = yi - y 2 + r - R

sen

162

il - r

b) Pieza con un ángulo que tiene una superficie perpendicular a otra superficie de la misma. La medición se efectúa con dos cilindros de distinto diámetro (fig. 17.2). c = (yi - R) - (y2  - r) = yi - R - y2 + r = yi — y2 + r — R c = yi — y2+ r — R R-r

tg

Cuando el ángulo es grande, puede hacerse con un solo rodillo y una cala de altura (h) conocida (fig. 17.3). c = (xt — r) — (x2 — r) = xi — r — x2 + r = xi — x2 c = xi - x2 tga =

c)

Pieza con un ángulo en posición oblicua y completamente asimétrica con todas las superficies de la pieza. Para la medición se utili

zarán cilindros de distinto diámetro (fig. 17.4). a = (xi — R) - (x2 — r) = xi — R - x2 + r = xi — x2 + r - R b = (yi - R) - (y2  - r) = yi

a = xi - x2 + r — R R - y* + r = yi - y2 + r ■ b = y i - y 2 + r - R c = V a2 - b2 sen

-

R -r

Fig. 17.4

3. DETERM INACIÓN TRIGO NOM ÉTRICA DE LONGITUDES La determinación de las longitudes expuestas en cada uno de los tres casos anteriormente expuestos, podemos verlos a continuación: 163

a) Pieza con un ángulo cuya bisetriz es perpendicular a una de sus  superficies. La medición se efectuará con el auxilio de un cilindro (fig. 17.5). R R sen a c = sen a /2

ex

y=yi-R-c = y j-R -

R sen a /2

= yi - R ( 1+

1

sen a /2

yi — R (1 + cosec cu/ 2 ) y = yi — R (1 + cosec a/ 2 ) b) Pieza con un ángulo que tiene una superficie perpendicular a otra superficie de ia misma. La medición se efectúa con el auxilio de un ci lindro (fig. 17.6). a R _ R c = R ■cotg a/2 c = = R •cotg a/2  tg 2 c ' tg a /2 x = x i — R — c = xj — R — R -cotg a/2 = xi — R (1 + cotg a/2) x = xi - R (1 + cotg a/2) Para esta clase de medición se emplean también, en sustitución de los cilindros, unos bloques denominados Micyl (fig. 17.7), los cuales consisten en medio cilindro que por su parte curva se apoya en dos superficies en V de un calzo prismático, de forma que las distancias (K) del eje del semicilindro a las caras del prisma son constantes. La determinación de la cota (x) con el empleo de bloques M icyl sería de la siguiente manera (fig. 17.8): K c_ = K = K ■cotg a tga = tga

,.

Fig. 17.7

*. f '

J

V 

c = K ■cotg a x = x ¡ — K — c = xi — K — K ■cotg a = x¡ — K (1 + cotg a) x = xj — K (1 + cotg a)

V

 /

K r 

k

K

c

00

 X1

c)

Pieza con un ángulo en posición oblicua y completamente a métrica con todas las superficies de ia pieza. La medición se efectúa con

el auxilio de un cilindro (fig. 17.9). Además, para la resolución es imprescin dible conocer el valor de uno de los ángulos de posicionado 0 o p. 164

c =

;— = R ■cosec a /2 sen a /2

------

c = R •cosec a/2 b =

c eos 7

R

= c •sec 7 = R ■cosec a/2 ■sec 7 b

b = R •cosec a/2 •sec 7 y = yi - R - b = yi — R — R ■cosec a/2 ■sec 7 = yi — R (1 + cosec a/2 ■sec 7 )

Y,

y = yi — R ( 1 + cosec a /2  •sec 7 )

4. VER IFICACIÓ N DE CONOS

Fig. 17.9

Un cono viene determinado por varias dimensiones, cuya verificación, en algunas resulta muy sencillo al poder realizarlo con un instrumento de medi da ordinario. Tal es el caso de la longitud y, con ciertas reservas, el diámetro mayor; en cambio hay otras como el ángulo y los dos diámetros que presen tan mayor dificultad, por lo que, a continuación, veremos algunos procedi mientos para su determinación exacta: Verificación del ángulo de un cono — — — —

Por Por Por Por

medio medio medio medio

de calibres fijos del reloj comparador de cilindros de bolas

Verificación de los diámetros de un cono

Fig. 17.10 Verificación con calibre de! ángulo de un cono.

— Por medio de cilindros — Por medio de bolas

4.1 Verificación del ángulo de un cono Po r medio de calibres fijos. La verificación del ángulo de un cono por medio de calibres fijos se realiza marcando sobre la superficie del cono (si es exterior) o del calibre (si es interior), una línea con lápiz graso que coincida con la generatriz, y una vez introducido el calibre, se le da una ligera rotación. Si el cono tiene el ángulo correcto y las generatrices son perfectamente recti líneas, se producirá un difuminado uniforme de la línea en toda su longitud (fig. 17.10).

16 5

Po r medio del reloj comparador. La verificación del ángulo por medio del reloj comparador se efectúa de la siguiente forma: Se monta la pieza entre puntos de manera que un reloj comparador pal pe sobre la generatriz. Desplazando el reloj en una longitud (L) cualquiera y tomando la lectura en los dos extremos del desplazamiento, tendremos (fig. 17.11): tga =

A -B

con lo cual quedará determinado el ángulo (a) del cono. Po r medio de cilindros. El empleo de cilindros se lleva a cabo en la verificación de conos exteriores. Se tomarán las mediciones (A) y (B) (fig. 17.12); esta última apoyando los cilindros en dos calas iguales de altura (H) conocida. El ángulo (a) del cono será: tga =

B -A 2H

Fig. 17.12

Po r medio de bolas. La comprobación de conos interiores se realiza por medio de bolas.

Fig. 17.13

Si el cono es de pequeñas dimensiones se emplean dos bolas de distin to diámetro que se introducen en el agujero (fig. 17.13). De esta forma ten dremos: c = (y + r ) - ( y i + R ) = y - y i + r - R c = y — yi + r - R

En el caso de verificar conos interiores de mayores dimensiones se emplean bolas de igual diámetro, tomándose las lecturas (A) y (B), esta últi ma apoyando las bolas en dos calas de altura conocida (H) (fig. 17.14). El án gulo (a) del cono será, pues:

tga = Fig. 17.11 Verificación con reloj compa rador de! ángulo de un cono. 16 6

A-B 2H

Fig. 17.14

4.2 Verificación de los diámetros de un cono  / Po r medio de cilindros. La verificación de los diámetros de un cono por medio de cilindros se lleva a cabo en conos exteriores (fig. 17.15). El diámetro menor lo hallaremos, partiendo del ángulo (a) conocido, de la siguiente manera: 90 - a 2 

c =

tg/3

= r ■cotg j3

c = r ■cotg )3

d = A — (2c + 2r) = A — (2r ■cotg |3+ 2r) = A — 2r (1 + cotg (3) d = A — 2r (1 + cotg j3) El diámetro mayor lo hallaremos a partir de la fórmula de la inclinación:

De donde: D = d + 2 L •tg a Po r medio de botas. Cuando se trata de verificar los diámetros en conos interiores, se realiza por medio de una bola. teniendo como datos conocidos del cono la longitud (L) y el ángulo (a), el cálculo se efectuará de la siguiente forma (fig. 17.16):

16 7

— = R ■eos a ;

d' = 2 R ■eos a c = R •sen a

I = y + R+ c = y + R ■sen a = y + R (1 + sen a) I = y + R (1 + sen a) Una vez determinados los valores de d' y I, hallaremos el valor del diá metro mayor (D) partiendo de la fórmula de la inclinación: tg a = D —d'; de donde: D -d ' tga = ——— D = d'+ 2 I •tga De la misma forma podremos hallar d, en función del diámetro (D), aho ra ya conocido y de la longitud total (L) d = D — 2 L ■tg a

5. VER IFICAC IÓN DE ROSCAS Entre las dimensiones a verificar en una rosca caben destacar: — El paso — El diámetro exterior — El diámetro interior — El diámetro medio

5.1 Verificación del paso Puede realizarse por dos procedimientos: — Con el empleo de juegos de peines de roscas (fig. 17.17), compro bando que peine es el que coincide con el perfil de la rosca (fig. 17.18), sien do necesario disponer de juegos de peines para rosca Métrica y rosca Whit worth.

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Fig. 17.17

Con los peines puede además comprobarse el ángulo de la rosca, así como la simetría de los flancos. — Tomando con un pie de rey la medida de un determinado número de filetes, normalmente 10 (fig. 17.19). El resultado de dividir la distancia toma da por el número de filetes, será igual al paso. Fig. 17.17 Peines de roscas. Fig. 17.18 Forma de comprobar con pei nes. Fig. 17.19 Determinación dei paso de una rosca Métrica. 16 8

Fig. 17.19

Cuando la rosca es Whitworth, se tomará una distancia de una pulgada y contando los filetes que entran en ella (fig. 17.20). El paso será precisa mente este número de filetes que entrarán en una pulgada.

5.2 Verificación del diámetro exterior 

Fig. 17.20

La medición del diámetro exterior de una rosca puede efectuarse directamen te con un instrumento de medida ordinario (pie de rey o micrómetro) (fig. 17.21).

5.3 Verificación del diámetro interior  La comprobación del diámetro interior de una rosca se efectúa con micrómetros provistos de palpadores especiales, los cuales tienen un ángulo menor que el del filete de la rosca (fig. 17.22).

5.4 Verificación del diámetro medio Resulta el procedimientode mayor precisión en la verificación de una rosca, ya que este diámetro es el quedetermina el grado deajuste de la misma. Puede efectuarse mediante micrómetros de roscas o con calibres "pasa" y "no pasa", estos últimos ya estudiados en el tema 2 .

Fig. 17.21

Los micrómetros de roscas, asimismo estudiados en el tema 1 (fig. 1.19), señalan el cero cuando están cerrados, y al efectuar la medición (fig. 17.23), la lectura es: dm = d - 0 , 6 5 - p (para rosca M) dm = d — 2 = d — hi dm = d — 0,64 ■p (para rosca W)

Fig. 17.23

6. VER IFICAC IÓN DE ENGRANAJES Los datos de mayor interés a verificar en un engranaje son: — El diámetro exterior — El espesor del diente

6.1 Verificación del diámetro exterior  El diámetro exterior se determina por medio de un instrumento de medida ordinario (pie de rey o micrómetro), aunque esta verificación, por lógica, es aconsejable efectuarla previamente al tallado de los dientes, ya que una vez mecanizados éstos, puede producirse error en la medición, especialmente si el número de dientes fuera impar.

6.2 Verificación del espesor del diente

Fig. 17.20 Determinación del paso de una rosca Whitworth.

El espesor del diente puede determinarse utilizando un pie de rey para dien tes de engranaje o por medio del micrómetro de platillos.

Fig. 17.21 Verificación del diámetro exterior de una rosca.

El pie de rey para dientes de engranajes (fig. 17.24) consta de dos correderas; una horizontal, similar a la de un pie de rey ordinario, que mide el espesor del diente (e') justo en la posición por donde pasa la circunferencia primitiva, gracias a la corredera vertical, la cual desplaza un tope para que se

Fig. 17.22 Verificación del diámetro interior con micrómetro. Fig. 17.23 Verificación del diámetro medio de una rosca. 16 9

i apoye en la cabeza del diente y determine la posición de las bocas y la dis tancia f, denominada flecha (fig. 17.25). El cálculo de las dimensiones (e'), espesor de la cuerda del diente sobre la circunferencia primitiva, y de la flecha (f), será el siguiente: f = a + y como a = m

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La medición de los dientes de un engranaje con el micrómetro de plati llos (fig. 1.18) (estudiado en el tema 1), viene facilitado por la forma de sus palpadores, que se alojan en los huecos de los dientes al tomar una distancia cordal (W) entre un número determinado de dientes (fig: 17.26).

Fig. 17.26

El número de dientes (K) que deberá abarcar el micrómetro de platillos entre palpadores depende del número de dientes de la rueda y del ángulo de presión que forman los dientes al engranar (fig. 17.27). El valor normalizado del ángulo de presión es de 2 0 °, aunque en ocasiones puede ser distinto.

Fig. 17.27

Fig. 17.24 Pie de rey para dientes de engranajes. Fig. 17.25 Medición de! diente de un engranaje con el pie de rey. Fig. 17.26 Medición del espesor cordal  con micrómetro de platillos. Fig. 17.27 Detalle de! ángulo de presión. 17 0

En el apéndice del presente texto figura una tabla con los valores de (W), así como el número de dientes a medir, para engranajes de módulo igual a 1  y ángulo de presión de 2 0 °. Para otro módulo cualquiera, el valor de la distancia cordal (W) será igual al producto del mismo por la distancia cordal correspondiente a un piñón de igual número de dientes y módulo = 1 . 0   sea, que: W= W l

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(3

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Q_  X cc 

TABLA II.

Latones (Instituto del Hierro y del Acero)

Cu

Zn

Sn

Otros metales

Cuzín 90 (Cu Zn 90)

89-91

9-11

-

-

Construcción. Ornamentación. A paratos de física. Piezas esmaltadas. Cartuchería.

Cuzín 8 5 (Cu Zn 85)

84-86

14-16

-

-

Bisutería. Construcción. Telas metálicas

Cuzín 80 (Cu Zn 80)

78,5-81,5

18,5-21,5

-

-

Cuzín 72 (Cu Zn 72)

71-73

27-29

DESIGNACION

   R    A    J    R    O    F    A    R    A    P    S    E    N    O    T    A    L

   R    I    D    N    U    F    A    R    A    P    S    E    N    O    T    A    L

‘

APLICACIONES

Idem

-

Trabajos de embutido profundo. Cartuchería

Cuzín 70 (Cu Zn 70)

68,5-71,5.

28,5-31,5

-

-

Lampistería. Muebles metálicos. Telas metálicas. Ornamentación.

Cuzín 67 (Cu Zn 67)

65-68

32-35

-

-

Embutido a mano y a máquina. Orfebrería

Cuzín 65 (Cu Zn 65)

63-65

35-37

-

-

Clavos, tirafondos, remaches, tornillería prensada, alfileres

Cuzín 60 (Cu Zn 60)

59-61

39-41

-

-

Cuzinplo 60-1 ,5 (Cu Zn Pb 60-1 ,5)

58-61

El resto

-

Pb 1- 2

Cuzinestán 70-1 (Cu Zn Sn 70-1 )

69-71

El resto

0,8-1,2

Tuberías de condensadores

Cuzinestán 62-1 (Cu Zn Sn 62-1 )

61-63

El resto

0,5-1,5

Placas de condensadores. Piezas resistentes a la corrosión del agua de mar 

Fucuzín 6 0 (F Cu Zn 60)

54-64

El resto

Fucuzinplo 60- 1 (F Cu Zn Pb 60-1)

54-64

El resto

Fucuzinplo 63-2 (F Cu Zn Pb 63-2)

60-65

El resto

Sn+AI-t-

Mn+Fe 7,5

Piezas torneadas. Piezas forjadas y estam padas

P ie za s to rn ea da s. Pie za s fo rja da s

Piezas fundidas para barcos. Cojinetes. Tuercas

Sn+AI+Mn+ Fe 7,5

Pb 0,5-1,5

Piezas de maquinaria. Bombas. Grifería

Piezas fundidas en general, espe cialmente grifería. Lampistería. Pb 1-3

Decoraciones.

TABLA III.

Bronces (Institu to del Hierro y del Acero)

DESIGNACION

   R    I    D    N    U    F    A    R    A    P    S    E    C    N    O    R    B

   R    A    J    R    O    F    A    R    A    P    S    E    C    N    O    R    B

Cu

Sn

P

Otros metales

Cual 5 (Cu Al 5)

89-91

9-11

0,03-0.25

-

Custán 2 (Cu Sn 2)

91-93

7 -9

0,03-0,15

-

Custán 5 (Cu Sn 5)

94-96

4 -6

0,03-0,3

-

Idem

Custán 8 (Cu Sn 8)

97,5-98,5

1 ,5 -2 ,5

0 ,0 3-0 ,1

-

Idem

Custán 10 (Cu Sn 10)

9 4 -9 6

-

-

Al el resto

Embutido, estampado. Decoración

Cual 10 (Cu Al 10)

89-91

-

-

Al el resto

Engranajes. Piezas forjadas. Acuñación. Piezas resistentes a la corrosiór 

Fucustán 10 (F Cu Sn 10)

90

10

-

-

Maq uinaria. Accesorios. Engranajes. Cojinetes. Válvulas. Otras piezas de alta calidad

Fucustán 12 (F Cu Sn 12)

88

12

-

-

Cojinetes de a lta resistencia. Engranajes. Turbinas

Fucustán 14 (F Cu Sn 14)

86

14

-

-

Piezas de mucho desgaste. Cojinetes sometidos a grandes esfuerzos. Aparato s hidráulicos de gran presión

Fucustanzln 9-6 (F Cu Sn Zn 9-6)

85

9

-

Zn 6

Cojinetes para ferrocarriles. Accesorios

Fucustanzln 10 -4 ( F C u S n Z n 1 0 -4 )

86

10

-

Zn 4

Accesorios en general y maquinaria. Bridas y bombas

Fucustanzinplo 5 -5- 5 (F Cu Sn Zn Pb 5-5-5)

85

5

-

Zn 5 Pb 5

Accesorios de ferrocarril y maquinaria

85

7,5

-

Zn 4,5 Pb 3

Cojinetes de ferrocarril. Válvulas. Grifería. Maquinaría

Fucustanplo 10-4 (F Cu Sn Pb 10-4)

86

-

-

Pb 4

Cojinetes para laminadores en caliente. Maquinaría eléctrica. Motores, dinamos. Piezas de características anticorrosivas

Fucuplostán 12-8 (F Cu Pb Sn 1 2-8)

80

10

-

Pb 12

Cojinetes de gran presión. Laminadores en frío

Fucuplostán 15 -8 (F Cu Pb Sn 1 5-8 )

77

8

-

Pb 15

Cojinetes para vag ones de ferrocarril

Fucual 9 (F Cu Al 9)

89-93

8

-

Al 7-11

Fucustanzinplo 7,5-4,5-3 (F Cu SnZ nPb 7,5-4,5-3)    R    I    D    N    U    F    A    R    A    P    S    E    C    N    O    R    B

-

APLICACIO NES

Resortes, muelles. Usos eléctricos. Chapas Piezas sometidas a grandes fatigas Resortes, muelles. Usos eléctricos. Chapas. Piezas sometidas a grandes fatigas. Telas metálicas.

Piezas moldeadas y lingotes

TABLA IV.

Velocidades de corte y avances para escariadores de acero rápido superior 

MATERIAL A

VELOCIDAD DE CORTE m/min

TRARAJAR

(a) r.p.m. (N)

5

8

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Hasta 70 kg/mm2

8-12

a N

0,1 636

0 ,1 3 400

0 ,1 5 320

0, 2 212

0,25 1 60

0 ,2 5 127

0 ,3 106

0, 3 91

0,35 79

0,35 71

0, 4 64

7 0 + 9 0 k g /m m 2

6 -8

a N

0,1 446

0,13 279

0,15 223

0, 2 15 0

0,25 11 2

0 ,25 89

0,3 75

0, 3 64

0,35 56

0 ,3 5 50

0,4

0 3

cc LU <

4 -6

a N

0,08 318

0,1 199

0,1 159

0,15 1 06

0, 2 80

0 ,25 63

0,25 53

0, 3 46

0,35 40

0,35 36

0, 4 32

Hasta 50 kg/mm2

6 -1 0

a N

0,1 5 10

0 ,1 3 318

0 ,1 5 254

0, 2 170

0,25 1 28

0 ,2 5 102

0,3 85

0, 3 73

0,35 63

0,35 56

0, 4 51

a N

0,07 3 18

0 ,0 8 19 9

0,1 15 9

0,13 1 06

0,18 80

0 ,1 8 63

0 ,2 2 53

0,22 46

0,25 40

0,25 36

0,3 32

4 -6

5 0 + 7 0 k g /m m 2

z

Hasta 200 Brlnell

7-10

a N

0,15 540

0,18 338

0, 2 270

0,25 180

0 ,3 13 6

0,3 108

0 ,3 5 90

0,35 78

0 ,4 67

0 ,4 60

0,45 54

Mayor de 20 0 Brinell

4 -6

a N

0,12 318

0,15 19 9

0,17 15 9

0, 2 1 06

0,25 80

0 ,2 5 63

0 ,3 53

0, 3 46

0,35 40

0 ,3 5 36

0,4 32

8-16

a N

0,15 7 64

0,18 478

0, 2 382

0,25 254

0, 3 191

0,3 153

0 ,3 5 127

0,35 1 10

0 ,4 96

0 ,4 85

0,45 76

o z

45

9 0 + 1 1 0 k g /m m 2

y g o < ¡u O

DIAMETRO DEL ESCARIADOR

AVANCE

L L

COBRE

LATON

16-22

a N

0, 2 1210

0 ,2 5 7 57

0 ,3 603

0,35 403

0, 4 30 1

0,4 242

0 ,4 5 201

0,45 17 3

0 ,5 152

0 ,5 135

0,55 121

ALUMINIO

2 5 -4 3

a N

0,15 2230

0,18 1390

0, 2 1114

0,25 740

0, 3 560

0,3 446

0 ,35 370

0,35 320

0 ,4 2 80

0 ,4 250

0, 4 220

PLASTICO

4 -1 0

a N

0,2 4 65

0,25 279

0, 3 223

0,35

0 ,4

1 50

1 13

0 ,45 89

0,45 75

0,45 64

0 ,5 56

0 ,5 50

0,5 45

TABLA V.

Velocidad de corte y avance para el cepillado, con herramientas de meta! duro VELOCIDAD DE MATERIAL A TRABAJAR

AVANCE a mm/carrera

HERRAMIENTA

CORTE Ve m/min

35 -í- 50 kg/mm2

P-30 P-40

65 -i- 80 50-=- 65

0 ,5 + 2

55 + 70

P-30 P-40

50 + 60 40 + 50

0,5 + 2

7 5 + 9 0 k g / m m2

P-30 P-40

40-1-45 3 0 -5- 4 0

0,5 + 2

40 + 50 kg/mm2

P-30 P-40

40 4-50 30 + 40

0,5 + 2

60 + 70 kg/mm2

P-30 P-40

25 + 30 15 + 25

0 ,5 + 2

M-20 P-40

15 + 30 15 + 25

0 , 3 + 0 ,6 0,5 + 1

18 + 5 0 15 + 35

0 ,5 + 2

Hasta 220 Brlnell

K-20 K-30 P-30 P-40

30 + 50 15 + 30

1+2,5 0,5 + 1 2+2,5

2 2 0 + 2 5 0 Brlnell

K -20 K-30 P-30

15 + 4 0 15 + 30 25 + 40

0 ,5 + 2 1+2 0,5 + 1

25 0 + 4 50 Brinell

K-10 P-30

15 + 30 10 + 25

0,3 + 0,6 0,5 + 1

BRONCES Y LATONES

K-30 K-40

60 + 80 40 + 60

0,5 + 3 0,5 + 3

DURALUMINIO

K-30 K-40

60 + 80 40 + 60

0,5 + 2 0 ,5 + 2

ACERO LAMINADO

ACERO FUNDIDO

ACERO INOXIDABLE

FUNDICION GRIS

FUNDICION GRIS ALEADA

TABLA VI.

Velocidad de corte y avance para torneado con herramientas de metal duro

DESBASTE HERRA MIENTA

MATER IAL A TRABAJAR

Velocidad de corte Ve m/min

Avance a mm/v

Profundidad dé pasada p mm

Velocidad de corte Ve m/min

Avance a mm/v

Profundidad de pasada p mm

4 0 4 5 0 k g /m m 2

P-10 P-20

150 4- 250 60 -F 150

hasta 1 hasta 1

hasta 10 hasta 10

250 4 350 150 4 200

hasta 0,2 hasta 0,2

1

50 4 60 kg/mm2

P-10 P-20

150 4-200 50 4-1 50

hasta 1 hasta 1

hasta 10 hasta 10

200 4 275 6 0 4 1 75

hasta 0,2 hasta 0,2

1 1

6 0 4 7 0 k g /m m 2

P-10 P-20

150 4-175 40 -F 150

hasta 1 hasta 1

hasta 10 hasta 10

175 4 225 5 0 4 1 60

hasta 0,2 hasta 0,2

1 1

7 0 4 8 5 k g /m m 2

P-10 P-20

1004-140 35 4-100

hasta 1 hasta 1

hasta 10 hasta 10

140 4 200 50 4 150

hasta 0,2 hasta 0,2

1 1

85 F 100 kg/mm2

P-10 P-20

70 4-110 30 4-80

hasta 1 hasta 1

hasta 10 hasta 10

110 4 150 4 0 4 1 10

hasta 0,2 hasta 0,2

1 1

100 4 140 kg/mm2

P-10 P-20

50 4-90 25 4-75

hasta 1 hasta 1

hasta 10 hasta 10

9 0 4 1 10 3 0 4 1 00

hasta 0,2 hasta 0,2

1 1

1 4 0 4 1 8 0 k g /m m 2

P-10 P-20

30 4-60 20 4-50

hasta 1 hasta 1

hasta 10 hasta 10

60 4 80 25 4 60

hasta 0,2 hasta 0,2

1 1

P-10 P-20

60 4-80 2 5 4 60

hasta 1 hasta 1

hasta 8 hasta 8

80 4 120 30 4 90

hasta 0,2 hasta 0,2

1 1

50 -f   70 kg/mm2

P-10 P-20

5 0 4 1 00 30 4 70

hasta 1 hasta 1

hasta 10 hasta 10

100 4 150 40 4 100

hasta 0,2 hasta 0,2

1 1

70 -F 100 kg/mm2

P-10 P-20

30 4 60 20 4 50

hasta 1 hasta 1

hasta 10 hasta 10

60 4 80 30 4 60

hasta 0,2 hasta 0,2

1 1

Flasta 200 Brlnell

K-20

6 0 4 100

hasta 2

hasta 10

1 0 0 4 140

hasta 0,2

1

200 -F 250 Brinell

K-10

4 0 4 70

hasta 1

hasta 10

7 0 4 100

hasta 0 ,2

1

Más de 250 Brinell

K-10

3 0 4 60

hasta 1

hasta 8

4 0 4 70

hasta 0 ,2

1

FUNDICION MALEABLE

K-10

50

80

hasta 1

hasta 8

8 0 4 100

hasta 0 ,2

1

FUNDICION ENDURECIDA

K-10

1 0 4 15

hasta 1

hasta 8

15 4 2 0

hasta 0,2

1

COBRE

K -20

30 0 4 350

hasta 1

hasta 5

3 50 4 500

hasta 0,2

1

LATON

K-20

40 0 4 500

hasta 1

hasta 8

5 0 0 -F 6 0 0

hasta 0 ,2

1

BRONCE

K -20

150

4

250

hasta 1

hasta 8

250

4

350

hasta 0,2

1

A LU M IN IO

K -20

1000

4

1500

hasta 1

hasta 8

1500

4

2000

hasta 0,2

1

DUROALU MINIO

K-20

200

4

300

hasta 1

hasta 8

300 4 400

hasta 0 ,2

1

BAKELITE

K-20

150

4

225

hasta 0 ,5

hasta 5

225 4 300

hasta 0,2

1

ACERO

ACERO INOXIDABLE

FUNDICION DE ACERO

FUNDICION

TA BL A VII.

4

Velocidad de corte y avance de las fresas de acero rápido superior FRESAS DE DISCO

FRESAS CILINDRICAS Y FRONTALES DESBASTE MATERIAL A TRABAJAR

   S    O    R    E    C    A

   I    D    N    N    O    U    I    F    C

ACABADO

Velocidad Avance Ve m/min

Avance a mm/min

ACABADO Velocidad de corte Ve m/min

Avance a mm/min

80

90

Avance a mm/min

Velocidad de corte Ve m/min

Avance a mm/min

22

70 4 80

1 6 4 18

50 4 60

18

12414

40

1 4 4 16 . 3 0 4 40

Velocidad de corte Ve m/min 20

AC ABADO Velocidad de corte Avance a Ve m/min mm/min.

18 4 2 0

8 0 4 90

20

50

4

7 0 kg/mm2

1 4 4 16

7 0 4 80

1 6 4 18

60 4 70

1 5 4 17

70 4 80

1 7 4 19

60 4 70

7 0 4 9 0 kg/mm2

1 4 4 16

6 0 4 70

1 6 4 18

50 4 60

1 5 4 17

. 6 0 4 70

17419

5 0 4 60 ; 12 4 14

3 0 4 40

1 4 4 16

2 0 4 30

9 0 4 1 2 0 kg/mm2

1 0 4 12

50 4 60

12 4 14

4 0 4 50

1 0 4 12

50 4 60

1 2 4 14

4 0 4 50

8 4 10

80 4 30

1 0 4 12

15 4 20

Semi-dura

20 4 22

1 20 41 50

2 2 4 24

1 2 0 4 1 50

2 4 4 26

1 0 0 4 120

18 4 20

65 4 85

20 4 22

55 4 75

Dura

1 6 4 18

100 4 1 20

18 4 20

18 4 20

1 0 0 4 1 20

2 0 4 22

3 0 4 1 00

1 4 4 16

55 4 65

1 6 4 18

45 4 55

BRONCE

30 4 35

160 4 200

30 4 35

130 4 140 2 5 4 3 5

1 4 0 4 1 50

35 4 40

1 1 0 4 1 30

2 0 4 30

8 0 4 1 00

2 0 4 30

60 4 80

LATON

40 4 45

180 4 220

50 4 55

130 4 160 45 4 55

160 4 200

55 4 60

1 3 0 4 150

30 4 40

1 00 4 1 20

40 4 50

7 0 4 90

18

4

20

1 0 0 4 120 2 2 4 2 4 8 0 4 1 00

4

4

4

50

4

20

40 4 50

5 0 kg/mm2

4

80

Avance a mm/min

DESBASTE

4

ALUMINIO

70

Velocidad de corte Ve m/min

ACABADO

40

4

22

DESBASTE

FRESAS DE VASTAG O

1 5 0 4 2 0 0 2 00 4 2 50 2 00 4 2 5 0 1 4 0 4 1 8 0 1 50 4 2 0 0 2 00 4 2 50 2 00 4 2 50 1 40 4 180 1 0 0 4 1 5 0 1 0 0 4 1 25 150 4 2 0 0 7 0 4 90

TABLA VI II .

Velocidad de corte y avance para platos de cuchillas de metal duro

DESBASTE HERRA MIENTA

MATER IAL A TRABAJAR

ACABADO

Avance a mm/diente

Velocidad de corte Ve m/min

Velocidad de corte Ve m/min

Avance a mm/diente

Hasta 6 0 kg/mm2

P-20

130+180

0,1 + 0 ,3

150 + 2 00

0,05 + 0,2

60 -i- 8 5 kg/mm2

P-20

80+130

0,1 +0,3

130+150

0,0 5 + 0,2

85 -i- 110 kg/mm2

P-20

4 0 + 80

0,05 + 0,2

80 + 130

0,05 + 0,1

Mayor de 11 0 kg/mm2

P-10

25 + 40

0,05 + 0,2

   I    O

  -   0    I    0  o   o  •

0,05 + 0,1

Hasta 180 Brinéll

K-20

60 + 100

0,1 +0,4

 c o  o

0,05 + 0,2

Mayor de 180 Brínell

K-10

30 + 60

 O

BRONCE

K-20

120 + 1 8 0

LATON

K-20

70+110

K-20

400 + 500

ACEROS

FUNDICION

ALUMINIO

TA BLA IX.

 O o   )   

O •   I    -

50 + 90

0,05 + 0,2

0,1 + 0 ,2 5

150 + 2 00

0,05 + 0,2

0,1 + 0 ,3

100+150

0,05 + 0,2

 o c •    o I    -

500 + 600

0,05 + 0,2

 o

Rosca métrica S.i. (Paso normal)

TORNILLO

TUERCA

Diámetro nominal D

Diámetro del núcleo d

Paso P

Diámetro medio dm

3 4 5 6 7 8 10 12 14 16 18 20 22 24

2,30 3,01 3,87 4,59 5,59 6,24 7,89 9,54 11,19 13,19 14,48 16,48 18,48 19,78

0,5 0,7 0,8 1 1 1,25 1,5 1,75 2 2 2,5 2,5 2,5 3

2,675 3,545 4,480 5,350 6,350 7,188 9,026 10,863 12,701 14,701 16,376 18,376 20,376 22,054

27 30 33 36 39 42 45 48

22,78 25,07 29,07 30,37 33,37 35,67 38,67 40,96

3 3,5 3,5 4 4 4,5 4,5 5

25,051 27,727 30,727 33,402 36,402 39,077 42,077 44,752

Altura del filete h

• I    *  

Diámetro del fondo d'

Diámetro del agujero

3,05 4,08 5,09 6,11 7,11 8,14 10,16 12,19 14,22 16,22 18,27 20,27 22,27 24,32

0,35 0,49 0,56 0,70 0,7 0 0,88 1,05 1,23 1,41 1,41 1,76 1,76 1,76 2,11

2,35 3,09 3,96 4,70 5,70 6,38 8,05 9,73 11,40 13,40 14,75 16,75 18,75 20,10

27,32 30,38 33,38 36,43 39,43 42,49 45,49 48,54

2,11 2,46 2,46 2,81 2,81 3,16 3,16 3,52

23,10 25,45 28,45 30,80 33,80 36,15 39,15 41,50

d,

TABLA X. Diámetro nominal D pulgadas 1 /4 5/16 3 /8 1/2 5 /8 3 /4 7 /8 1 1 1 /8 1 1 /4 1 3 /8 1 1 /2 1 5 /8 1 3 /4 2 2 1/4 2 1/2 2 3/4 3 3 1/4 3 1/2 3 3/4 4 4 1/4 4 1/2 4 3/4 5

TA BL A XI. Diámetro nominal D pulgadas 1/ 8 1/4 3 /8 1/2 5 /8 3 /4 1/ 8 1 1 1 /8 1 1 /4 1 3 /8 1 1 /2 1 3 /4 2 2 1/4 2 1/2 2 3/4 3 3 1/4 3 1/2 3 3/4 4 4 1/2 5 5 1/2 6 7 8 9 10 11 12

Rosca Whitworth (Paso normal) Diámetro nominal y del fondo D = d'

Diámetro del Paso

mm

Hilos por  pulgada

6,35 7,94 9 ,5 3 12,7 15,88 19,05 22,23 25,40 28,58 31,75 34,93 38,10 41,28 44,45 50,80 57,15 63,50 69,85 76,20 82,55 88,90 95,25 101,60 107,95 114,30 120,65 127,00

20 18 16 12 11 10 9 8 7 7 6 6 5 5 4 1/2 4 4 3 1/2 3 1/2 3 1/4 3 1/4 3 3 2 7/8 2 7/8 2 3/4 2 3/4

P

mm 1,27 1,411 1,588 2,117 2,309 2,540 2,822 3,175 3,629 3,629 4,233 4,233 5,08 5,08 5,645 6,35 6,35 7,257 7,257 7,816 7,816 8,467 8,467 8,835 8 ,8 3 5 9,237 9,237

Altura del filete

h mm 0,813 0,904 1,017 1,355 1,479 1,627 1,807 2,033 2,324 2,324 2,711 2,711 3,253 3,253 3,614 4,066 4,066 4,647 4,647 5,005 5,005 5,422 5,422 5,657 5 ,6 5 7 5,915 5,915

Diámetro medio dm

mm 5,537 7,034 8,50 9 11,345 14,397 17,424 20,419 23,368 2 6 ,2 5 3 29,428 32,215 35,391 38,024 41,199 4 7 ,1 8 7 5 3 ,0 8 6 5 9 ,4 3 6 6 5 ,2 0 5 71,556 7 7 ,5 4 8 83,899 89,832 96,182 102,297 108,647 114,740 1 21 ,09 0

núcleo y del agujero d = d, mm 4,72 6,13 7 ,49 9,99 12,92 15,8 18,61 21,34 2 3 ,9 3 27,1 29,5 32,68 34,77 37,95 4 3 ,5 7 4 9 ,0 2 5 5 ,37 6 0 ,5 6 66,91 7 2 ,5 4 78,89 84,41 90,76 96,64 102,99 108,8 115 ,2

Rosca de gas Diámetro exterior y del fondo D' = d' mm 9.728 1 3 ,1 57 16,662 2 0 ,9 5 5 22,911 2 6,441 30,201 3 3 ,2 4 9 3 7 ,8 9 7 4 1 ,9 1 0 44,323 47,803 5 3 ,7 4 6 5 9 ,6 1 4 6 5 ,7 1 0 7 5 ,1 8 4 8 1 ,5 3 4 8 7 ,8 8 4 9 3 ,9 8 0 1 0 0 ,3 3 0 106,680 113,030 125,730 138,430 1 5 1 ,1 3 0 1 6 3 ,8 3 0 1 8 9 ,2 3 0 2 1 4 ,6 3 0 2 4 0 ,0 3 0 2 6 5 ,4 4 0 2 9 0 ,8 4 0 3 1 6 ,2 4 0

P

Altura del filete h

Diámetro medio dm

mm

mm

mm

0,907 1,337 1,337 1 ,8 1 4 1,814 1,814 1,814 2,309 2,309 2,309 2,309 2,309 2,309 2,309 2 ,3 0 9 2,309 2,309 2,309 2,309 2,309 2,309 2,309 2,309 2,309 2 ,3 0 9 2 ,3 0 9 2 ,5 4 0 2 ,5 4 0 2 ,5 4 0 2 ,5 4 0 3 ,1 7 5 3 ,1 7 5

0,581 0,856 0,856 1,162 1,162 1,162 1,162 1,479 1,479 1,479 1,479 1,479 1,479 1,479 1,479 1,479 1,479 1,479 1,479 1,479 1,479 1,479 1,479 1,479 1,479 1,479 1,625 1,625 1,625 1,625 2,032 2,032

28 19 19 14 14 14 14 11

Paso Hilos por  pulgada 9,147 12,301 1 5,8 06 1 9 ,7 93 21,749 2 5 ,2 7 9 29,039 3 1 ,7 7 0 3 6 ,4 1 8 40,431 42,844 46,324 5 2 ,2 6 7 5 8 ,1 3 5 64,231 7 3 ,7 0 5 8 0 ,0 5 5 8 6 ,4 0 5 9 2,5 01 9 8,8 51 105,201 111,551 124,251 136,951 149,651 162,351 1 8 7 ,6 0 5 2 1 3 ,0 0 5 2 3 8 ,4 0 5 2 6 3 ,8 1 5 2 8 8 ,8 0 8 3 1 4 ,2 0 8

11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 10 10 10 10 8 8

Diámetro del núcleo y del agujero d = d, mm 8.566 11,445 14,950 18,631 20,587 24,117 27,877 30,291 34,939 38,952 41,365 44,845 50,788 56,656 62,752 72,226 78,576 84,926 91,022 97,372 103,722 110,072 122,772 135,472 148,172 160,872 185,980 21 1,380 236,780 262,190 286,776 312,176

TABLA X II.

Rosca Rosca Seller Sellerss

ROSCA BASTA N. C. -

Desig nación 0 1 2 3 4 5 6 8 10 12 1/4 " 5/1 6 " 3/8" 7/16 " 1/2 " 9/1 6 " 5/8 ” 3/4" 7/8" 1" 1 1 //88 " 1 1 //44 " 1 1 /2 /2 " 1 3 //44 " 2 " 2 1/4 " 2 1/2 " 2 3/4" 3 "

Diámetro n o m in a l y del fondo D = d' mm

A lt u r a d e l f il e t e h mm

Paso Hilos por  p u lg a d a

1 ,8 5 4 2,184 2 ,5 1 5 2 ,8 4 5 3 ,1 7 5 3,505 4 ,1 6 6 4 ,8 2 6 5 ,4 8 6 6 ,3 5 0 7 ,9 3 8 9 ,5 2 5 11,113 1 2 ,7 0 0 14,288 1 5 ,8 7 5 19,050 22,225 2 5 ,4 0 0 2 8 ,5 7 5 3 1 ,7 5 0 3 8 ,1 0 0 44,450 5 0 ,8 0 0 5 7 ,1 5 0 6 3 ,5 0 0 69,850 76,200

mm

0,397 0,454 0,529 0,635 0,635 0,794 0,794 1,058 1,058 1,270 1,411 1,588 1,814 1,954 2,117 2,309

64 56 48 40 40 32 32 24 24 20 18 16 14 13 12 11 10 9

0 ,2 5 8 0,295 0,344 0,412 0,412 0 ,5 1 6 0,516 0,687 0 ,6 8 7 0,825 0,917 1,031 1,179 1,269 1,375 1,500 1,650 1,833 2,062 2,357 2,357 2,750 3,300 3,666 3 ,6 6 6 4,125 4,125 4 ,1 2 5

2,540 2,822 3,175 3,629 3,629 4,234 5,080 5,645 5,645 6,350 6,350 6,350

8 7 7 6 5 4 1 /2 4 1 /2 4 4 4

Diámetro m e d io dm mm

1 ,5 9 6 1,889 2,171 2,433 2,763 2 ,9 8 9 3,650 4,138 4 ,7 9 9 5,525 7,021 8,494 9,934 11,431 12,913 14,575 17,400 20,392 23,338 26,218 29,393 35,350 41,150 47,134 5 8 ,4 8 4 59,375 65,725 7 2 ,0 7 5

Diámetro del del núcleo y del agujero d = d, mm

1,338 1,594 1,827 2,021 2,351 2,473 3,134 3,452 4,112 4,700 6,104 7,463 8,755 10,162 11,538 12,875 15,750 18,559 21,276 23,861 27,036 32,600 37,850 43,468 49,818 55,250 61,100 67,950

ROSCA FINA N.F. Diámetro nominal y del fondo D = d' mm 1 .5 2 4 1 ,8 5 4 2,184 2,515 2 ,8 4 5 3,175 3,505 4,166 4,826 5,486 6 ,3 5 0 7,938 9,525 11,113 12,700 14,288 1 5 ,8 7 5 19,050 22,225 25,400 28,575 31,750 38,100

H ilo s p o r p u lg a d a 80 72 64 56 48 44 40 36 32 28 28 24 24 20 20 18 18 16 14 14 12 12 12

Diámetro medio dm mm 0,318 0,353 0,397 0 ,4 5 4 0 ,5 2 9 0 ,5 7 7 0,635 0,706 0,794 0,907 0,907 1,058 1,058 1,270 1,270 1 ,4 1 1 1,411 1,588 1,814 1,814 2,117 2 ,1 1 7 2,117

Altura del P mm

f ile t e h mm

0 ,2 0 6 0 ,2 2 9 0,258 0 ,2 9 5 0 ,3 4 4 0 ,3 7 5 0 ,4 1 2 0 ,4 5 9 0 ,5 1 6 0 ,5 8 9 0 ,5 8 9

1 ,3 1 8 1 ,6 2 5 1,926 2 ,2 2 0 2,501 2 ,8 0 0 3 ,0 9 3 3 ,7 0 8 4 ,3 1 0 4 ,8 9 7 5 ,7 6 2

0 ,6 8 8 0 ,6 8 8 0 ,8 2 5 0 ,8 2 5 0 ,9 1 7 0 ,9 1 7 1 ,0 3 1 1 ,1 7 9 1,179 1 ,3 7 5 1 ,3 7 5 1 ,3 7 5

7 ,2 5 0 8 ,8 3 7 1 0 ,2 8 8 1 1 ,8 7 5 13,371 1 4 ,9 5 8 1 8 ,0 1 9 2 1 ,0 4 6 24,221

Paso

2 7 ,2 0 0 30,375 3 6 ,7 2 5

Diámetro del núcleo y d e l a g u je r o d = d, mm 1,112 1,395 1,668 1,925 2,157 2,425 2,681 3,250 3,794 4,308 5,171 6 ,5 6 2 8,150 9,463 11,050 12,454 14,401 16,988 19,678 23,042 25,825 29,000 35,350

TA B LA XIII. XI II.

Rosca Rosca trapecial métrica métrica

(Todas las medidas en mm)

TORNILLO

TUERCA Diámetro nominal D

Diámetro del núcleo d

10 12 14 16

Altura del filete h

6 ,5 8, 5 9 ,5 1 1 ,5 13,5 15,5 1 6 ,5 1 8 ,5 20,5 22,5 23,5 2 5 ,5 2 9 ,5 3 2 ,5 3 6 ,5 39,5 41,5 4 3 ,5 45,5 50,5 54,5 59,5 64,5 69,5 72,5 77,5 82,5 87,5 97,5 10 5 11 5 125 1 33

18 20 22 24 26 28 30 32 36 40 44 48 50 52 55 60 65 70 75 80 85 90 95 10 0 11 0 1 20 1 30 1 40 1 50

TABL TA BL A XIV.

Paso P

1 ,7 5 1,75 2 ,2 5 2 ,2 5

3 3 4 4

2 ,2 5 2 ,2 5 2 ,7 5 2 ,7 5

4 4 5 5 5 5 6 6 6 7 7 8 8 8 9 9 10 10 10

2 ,7 5 2 ,7 5 3 ,2 5 3 ,2 5 3 ,2 5 3 ,7 5 3 ,7 5 4 ,2 5 4 ,2 5 4 ,2 5 4 ,7 5 4 ,7 5 5 ,2 5 5 ,2 5 5,25 5,25 6 ,2 5 6 ,2 5 6 ,2 5 6 ,2 5 6 ,2 5 7, 5 7, 5 7 ,5 8 ,5

10 12 12 12 12 12 14 14 14 16

1/ 4 5/16 3 /8 7/16 1 /2 5 /8 3 /4 7 /8 1 1 1 //88 1 1 1 1

1 //44 3 /8 /8 1 //22 3 //44 2 2 1 /2 3 4 5

8 ,5 1 0 ,5 12 14 16 18 1 9 ,5 2 1 ,5 2 3 ,5 2 5 ,5 27 29 33 3 6 ,5 4 0 ,5 44 46 48 5 0 ,5 5 5 ,5 60 65 70 75 79 84 89 94 104 113 123 133 142

Altura del filete h'

Diámetro del agujero

1 ,5 1 ,5 2 2 2 2 2 ,2 5 2 ,2 5 2 ,2 5 2 ,2 5 2 ,7 5 2 ,7 5 2 ,7 5 3 ,2 5 3 ,2 5

1 0 ,5 1 2 ,5 1 4 ,5 1 6 ,5 18,5 20,5 2 2 ,5 2 4 ,5

3 ,7 5 3 ,7 5 3 ,7 5 4 ,2 5 4 ,2 5 4 ,7 5 4 ,7 5

4 8 ,5 5 0 ,5 5 2 ,5 5 5 ,5 6 0 ,5 6 5 ,5 7 0 ,5

4 ,7 5 4 ,7 5 5 ,7 5 5 ,7 5 5 ,7 5 5,75 5 ,7 5 6 ,5 6 ,5 6 ,5 7 ,5

7 5 ,5 8 0 ,5 8 5 ,5 9 0 ,5 9 5 ,5 100,5 1 1 0 ,5 1 21 1 31 14 1 151

Diámetro del fondo d'

d,

7 ,5 9 ,5 10,5 12,5 14,5 16,5 18 20 22 24 25 27 31 34

26,5 28,5 3 0 ,5 3 2 ,5 3 6 ,5 4 0 ,5 4 4 ,5

38 41 43 45 47 52 56 61 66 71 74 79 84 89 99 10 8 11 8 12 8 13 6

Rosca trapecial trapecial acmé acmé

TORNILLO Diámetro nominal D pulgadas

Diámetro medio dm

Diámetro de núcleo d mm 4,27 5,62 6,91 8,49 9 ,6 6 1 2 ,1 9 15,37 18,54 19,81 22,98 26,16 29,34 31,24 37,59 4 3 ,9 4 5 0 ,2 9 6 2 ,9 9 88,39 1 1 3 ,7 9

Hilos por  pulgada

P mm

Altura del filete h mm

16 14 12 12

1,58 1 ,8 1 2,11 2,11 2 ,5 4 3 ,1 7 3 ,1 7 3 ,1 7 5,08 5,08 5 ,0 8 5 ,0 8 6,35 6,35 6,35 1 2 ,7 1 2 ,7 1 2 ,7 1 2 ,7

1,04 1 ,1 6 1,31 1,31 1 ,5 2 1 ,8 4 1 ,8 4 1 ,8 4 2,28 2,28 2 ,2 8 2 ,2 8 3,43 3,43 3,43 6 ,6 0 6 ,6 0 6 ,6 0 6 ,6 0

Paso

10 8 8 8 5 5 5 5 4 4 4 .2 2 2 2

Diámetro medio dm mm

5,56 7,03 8,47 1 0 ,0 5 11,43 14,29 1 7 ,4 6 20,64 2 2 ,8 6 2 6 ,0 3 29,21 32,38 34,92 41,27 47,62 5 7 ,1 5 6 9 ,8 5 95,25 120,65

TUERCA Diámetro del fondo d' mm

Diámetro del agujero

6,86 8,44 10,03 1 1 ,6 2 1 3 ,2 1 16,38 1 9 ,5 6 22,73 2 5 ,9 1 2 9 ,0 8

4,77 6,12 7,41 9 1 0 ,1 6 12,7 15,88 19,05 20,32 23,49 26,66 29,84 31,75 38,10 44,45 50,8 63,5 8 8 ,9 114,3

32,26 35,43 38,61 44,96 51,31 64 7 6 ,7 1 1 0 2 ,1 1 127,51

d, mm

TABLA XV. .°díentes piñón Z

Valores de W y K para para engranajes engranajes de módu módulo lo 1 y ángulo ángulo de presión presión de 20° N .° .° di die nt nt es es a medir 

D is is ta ta nc nc iiaa co rd al

N.° dientes pi ñ ó n

N . ° d ie ie nt nt es es a m e d ir

D is is ta ta nc nc ia ia co rd al

K

W

Z

K

W

85 86 87 88 89

10 10

12 13

2 2

4,5963 4 ,6 1 03

14 15 16

2 2 2

17 18 19

3 3 3

4,6243 4,6383 4,6523 7,6184 7,6324 7 , 6 4 64

20

3

7 ,6 6 0 5

21 22 23 24 25 26

3 3 3 3 3 4

27 28 29

4 4 4

7,6745 7,6885 7,7025 7,7165 7,7305 10,6966 10,7106 10,7246 10,7386

30

4

1 0,7 52 6

31 32

4 4

3 3

4

10,7666 10,7806 10,7946

34 35 36 37 38 39

4

5 5 5

1 0,8 08 6 13,7748 13,7888 13,8028 1 3 ,8 1 6 8 13,8308

40

5

13,8448

41 42 43

5 5 5

13,8588 13,8 72 8 13,8868

44 45 46 47 48 49

6 6 6 6 6 6

1 6,8 53 0 1 6 ,8 6 6 9 1 6,8 81 0 16,8950 16,9090 16,9230

50

6

16,9370

51 52 53

16,9510 19,9171 19,9311

54 55 56

6 7 7 7 7 7

19,9451 19,9592 19,9732

57 58 59

7 7 7

19,9872 20,0012 20,0152

60

7

2 0 ,0 2 9 2

61 62 63 64 65 66 67 68 69

8 8 8 8 8 8 8 8 8

22,9953 2 3 ,0 0 9 3 2 3 ,0 2 3 3 2 3 ,0 3 7 3 2 3 ,0 5 1 3 23,0654 23,0794 23,0934 23,1074

70

9

26,0735

71 72 73 74 75 76

9 9 9

5 5

78 79

10 10

26.0875 26,1015 26,1155 26,1295 26,1435 26,1575 26,1715 29,1377 29,1517

80

10

29,1657

81 82 83 84

10 10 10 10

29,1797 29,1937 ^9,2077 29,2 21 7

7 7

9 9 9 9

.

N .° .° di d ie nt nt e s a m e d ir

D is t a n c ia ia cord al

Z

K

w

2 9, 2 35 7 2 9, 2 49 7

158 159

19 19

56,8273 56,8413

11 11 11

3 2, 2 15 9 3 2, 2 29 9 32,2439

160

19

5 6,8 55 3

90

11

32,2579

91 92 93 94 95 96 97 98 99

11 11 11 11 11 12 12 12 12

32,2719 32,2859 32,2999 32,3139 3 2 ,3 2 7 9 35,2940 3 5 ,3 0 8 0 35,3220 35,3361

161 162 163 164 165 166 167 168 169

19 19 19 19 20 20 20 20 20

56,8693 56,8833 56,8973 56,9113 59,8775 5 9 ,8 915 59,9055 59,9195 59,9335

170

20

59,9475

100

12

35,3501

171 171 172 173

59,9615 59,9755 59,9895

101 102 103 104 105 106 107 108 109

12 12 12 13 13 13 13 13 13

35,3641 35,3781 35,3921 38,3582 38,3722 3 8 ,3 8 6 2 38,4002 38,4143 38,4283

20 20 20 21 21 21

110

13

38,4423

111 112 113 114 115 116 117 118 119

13 13 14 14 14 14 14 14 14

3 8 ,45 63 38,4703 41,4364 41,45 0 4 41,4644 4 1 ,4 7 8 4 41,4924 41,5 06 4 41,5204

120

14

4 1, 5 3 4 4

121 122 123 124 125 126 127 128 129

14 15 15 15 15 15 15 15 15

41,5485 44,5146 44,5286 44,5426 44,5566 44,5706 44,5846 44,5986 44,6126

130

16

47,5788

131 132 133 134 135 136 137 138 139

16 16 16 16 16 16 16 16 17

4 7 ,5 9 2 8 47,6068 47,6208 4 7 ,6 3 4 8 4 7 ,6 4 8 8 4 7 ,6 6 2 8 47,6768 47,6908 50,6569

140

17

50,6709

141 142 143

17 17 17

5 0 ,6 84 9 5 0 ,69 89 5 0 ,71 29

144 145 146

17 17 17 17 18 18

50,7270 50,7410 50,7550

147 148 149

5 0 ,7 6 9 0 53,7351 53,7491

150

18

53,7631

151 152 153 154 155 156 1 57

18 18 18

53,7771 53,7911 53,8051

18 18 19 19

5 3 ,81 92 53,8332 5 6 ,7 99 3 5 6 ,8 13 3

N .° .° d ie ie n t e s piñ ón

174 175 176 177 178 179

21 21 21

62,9557 62,9697 62,9837 6 2 ,9 97 7 63,0117 63,0257

180

21

63,0397

181 182 183

21 21 22

63,0537 63,0677 66,0338

184 185 186 187 188 189

22 22 22

66,0479 66,0619 66,0759

22 22 22

6 6,0 89 9 6 6,1 03 9 66,117 9

190

22

66,1319

191 192 193 194 195 196 197 198 199

23 23 23 23 23 23 23 23 24

69,0980 6 9, 1 12 0 69,1260 69,1400 69,1540 69,1680 69,1820 69,1961 72,1622

200

24

72,1762

201 202 2 03

24 24 24

20 4 205 206 207 208 2 09

24 24 24 24 25 25

72,1902 72,2042 72,2182 72,2322 7 2,246 2 7 2,260 2 72,2 74 2 75,2404 7 5, 2 54 4

21 0

25

75,2824

211 212 213

25 25 25

75,2824 75,964 75,3104

214 215 216

25 25 25

75,3244 75,3384 75,3524

217 218 219

26 26 26

78,3186 78,3326 78,3466

220

26

78,3606

221 222 223

26 26 26

78,3746 78,3886 78,4026

22 4 225 226

26 26 27

7 8, 4 1 6 6 78,4306 81,3967

227 22 8 229

27 27 27

81,4107 81,4247 81,4388

dien diente tess  jiñó n

IM.° dien dientes tes a m e d ir

Distar  cord W

Z

K

230

27

81,45

231 232 233 234 235 236

27 27 27 27 28 28

81,4£ 81,45 81,4£ 81,5C 84,47 84,48

237 238 239

28 28 28

84,5( 84,51 84,5:

240

28

84,54

241 242 243 244 245 2 46 2 47 2 48 249

28 28 29 29 29 29 29 29 29

84,55 84,57 87,52 87,55 87,55 87,55 87,58 87,6C 87,62

250

29

87,63

251 252 253 254 2 55 256 257 258 259

30 30 30 30 30 30 30 30 30

90,60 90,61 90,63 90,64 90,65 90,67 90,6 8 90,70 90,71

260

31

93,6 8

261 262 263

31 31 31

93,69 93,70 93,7 2

264 265 266

31 31 31

93,73 93,75 93,76

267 268 269

31 31 32

93,77 93,79 96,75

270

32

9 6,77

271 272 273

32 32 32

96,78 96,80 96,81

274 2 75 2 76

32 32 32

96,82 96,84 96,85

277 278 279

32 33 33

96,87 99,83 99,85

280

33

99,86

281 282 283

33 33 33

99,87 99,89 99,90

284 285 286 287 288 289

33 33 34 34 34 34

99,92 99,93 102,90 102,91 102,93 102,94

2 90

34

102,95

291 2 92 293

34 34 34

294 295 296 297 2 98 2 99

34 35 35 35 35 35

102,97: 102,98 103,00' 103,01' 105,981 105,99' 106,001 106,021 106,03)

300

35

106,051

TABLA XVI.

Tabla de ajustes ISO

Zona de Tolerancia

f 6

H6

g5

h5

 j5

m5

p5

H7

17 

g6

h6

J6

m6

p6

De a

1 3

+ +

6 - 6 0 - 12 -

2 6 -

0 + 2 + 6 + 10 + 10 - 6 4 - 2 + 2 + 6 + 0 - 16 -

2 8 -

0 + 4 + 8 + 12 6 - 2 + 2 + 6

> a

3 6

+ +

8 - 10 0 - 18 -

4 9 -

0 + 3 + 9 + 17 + 12 - 10 - 4 5 - 2 + 4 + 12 + 0 -22 - 12 -

0 + 6 + 12 + 20 8 - 2 + 4 + 12

> a

6 10

+ +

9 - 13 - 5 0 -22 - 11 -

0 + 4 + 12 + 21 + 15 - 13 + 5 6 - 2 + 6 + 15 + 0 -28 - 14 -

0 + 7 + 15 + 24 9 - 2 + 6 + 15

| c

>10 a 18

+ +

11 0

-

16 - 6 -27 - 14 -

0 + 5 + 15 + 26 + 18 - 16 - 6 - 0 + 8 + 18 + 29 8 - 3 + 7 + 18 + 0 -34 - 17 - 11 - 3 + 7 + 18

g cd c    i   m   o   n   s   a    d    i    d   e    M

>18 a 30

+ +

13 0

-2 0 - 7 -33 - 16 -

0 + 5 + 17 + 31 + 21 -20 9 - 4 + 8 + 22 + 0 -41

7 - 0 + 9 + 21 + 35 -2 0 - 13 - 4 + 8 + 22

  o    O +    V   c   n    3   e   o +    0

16 0

-25 - 9 - 0 + 6 + 20 + 37 + 25 -25 -41 -20 - 11 - 5 + 9 + 26 + 0 -5 0

9 - 0 + 11 + 25 + 42 -25 - 16 - 5 + 9 + 26

19 0

-30 - 10 - 0 + 6 + 24 + 45 + 30 -3 0 -49 -23 - 13 - 7 + 11 + 32 + 0 -6 0

-

-36 - 12 - 0 + 6 + 28 + 52 + 35 -36 -58 -27 - 15 - 9 + 13 + 37 + 0 -71

-

   1

  o    V   U    0    3   o    0    0

+ +

> a

80 120

+ 22 + 0

> a

120 180

+ +

>180 a 250

25 -43 0 -68

+ 29 + 0

14 - 0 + 7 + 33 + 61 + 40 -43 -32 - 18 - 11 + 15 + 43 + 0 -83 -

-50 - 15 - 0 + 7 + 37 + 70 + 46 -50 -79 -35 -20 - 13 + 17 + 50 + 0 -96

-

-

10 - 0 + 12 + 30 + 51 -29 -22 - 7 + 11 + 32 12 - 0 + 13 + 35 4- 59 -3 4 -25 - 9 + 13 + 37 14 - 0 + 14 + 40 + 68 -39 - 19 - 11 + 15 + 43 -

15 - o + 16 + 46 + 79 -4 4 -29 - 13 + 17 + 50 -