Fuente. Tecno EDEBE 3.pdf 1. Roscad Roscadoo en en el el torn torno. o. Dentro de la amplia gama de trabajos que se pueden realizar en el torno, el roscado es uno de los ms caracter!sticos, de tal forma que cualquier torno paralelo est equipado con los elementos necesarios para efectuar rosca normalizada. "a operaci#n de roscado a torno consiste en dar a la pieza un movimiento de rotación respecto a su eje, $ a la herramienta un mo%imiento de traslación sincronizado con el de rotaci#n $ paralelo a la generatriz de la rosca &figura 1'(. 1.1. )lases de roscado. En cuanto a la forma general, las roscas pueden ser* − E+teriores. − nteriores. − Trans%ersales. "a forma de realizarlos $ su clculo puede %ariar considerablemente, seg-n los casos $ el mtodo a seguir para su ejecuci#n.
Figura 1 ', roscado en el torno con /erramienta* ', ', e+terior0 B, interior0 B, roscado en el torno con mac/o0 ), dispositi%o de roscado con traslaci#n automtica del mac/o. 1.2.Sistemas de roscado a torno. "a mecanizaci#n de una rosca en el torno se puede efectuar de %arias formas. "as dimensiones de la rosca pueden condicionar, condicionar, en muc/os casos, el sistema de roscado. na rosca interior muy pequeña solamente se puede realizar en machos de roscar0 si la rosca es muy grande, /a$ que /acerla con cuchilla. 2eg-n las /erramientas a utilizar, el roscado a torno puede ser* − )on mac/os de roscar. − )on terrajas $ cabeza de peines con disparo automtico. − )on rodillos de laminaci#n.
−
)on cuc/illa.
1.2.1. 1.2.1. Roscado Roscado a torno torno con machos. machos. Este sistema es apropiado para la ejecuci#n de roscas pequeas interiores, en las que no se e+ija muc/a precisi#n. El mo%imiento de giro de la pieza se /ace con la m!nima %elocidad0 el de traslaci#n de la /erramienta &mac/o( se realiza automticamente al iniciarse la rosca, procurando que el mac/o no gire. El mac/o se acopla al portamac/os &figura 1 B( o portabrocas para e%itar el giro. El mac/o puede estar acoplado a un mecanismo que le permita el mo%imiento de traslaci#n, mientras la contrapunta est fija a la bancada &figura 1 )(. 4ara desalojar el mac/o se in%ierte el mo%imiento de giro del cabezal. "a lubricaci#n debe ser abundante. 1.2.2. 1.2.2. Roscado Roscado a torno torno con con terraja. terraja. Es un sistema similar al efectuado con mac/o0 la terraja se emplea para roscas e+teriores pequeas, torniller!a torniller!a en general, donde donde la precisi#n no no sea mu$ grande. grande. "a sujeci#n de la terraja puede ser con portaterrajas normal &figura 5(, portaterrajas deslizante &figura 3( $ con portaterrajas fijo al carro &figura & figura 6(0 este -ltimo sistema es propio para piezas piezas largas. "a traslaci#n de la /erramienta /erramienta se efect-a efect-a con mo%imiento mo%imiento automtico del carro $ a%ance del paso de la rosca. El roscado con terraja e+ige que la lubricaci#n sea continua.
Figura 5 Roscado en el torno con terraja.
Figura 3 4ortaterrajas deslizantes.
Figura 6 4ortaterrajas fijo en el carro porta/erramientas. 1.2.3. Roscado a torno con cabezal de peines. Es similar al roscado con terraja &figura 7(0 el cabezal de roscar tiene la particularidad de que, al final de la rosca, los peines se abren automticamente0 los peines del cabezal pueden tener dos posiciones, graduadas por una palanca, para terminar la rosca de una o dos pasadas seg-n lo aconseja las dimensiones del paso. El cabezal de roscar con peines es mu$ utilizado en tornos re%#l%er.
Figura 7 Roscado con cabezal de peines postizos. 1.2.. Roscado a torno con rodillos de laminación. En cuanto a ejecuci#n es similar al roscado con terraja &figura 8(* no /a$ desprendimiento de %iruta0 el dimetro del tornillo a roscar /a de ser el dimetro medio de la rosca0 la rosca por laminaci#n es ms resistente porque las fibras toman la forma del filete &figura 9(.
Figura 8 Roscado por laminaci#n* ', disposici#n0 B, terraja para el laminado de pequeas roscas e+teriores.
Figura 9 Estructura del material despus del roscado por laminaci#n. 1.2.!. Roscado a torno con cuchilla. El roscado con mac/o, terraja, rodillos de laminaci#n o cabezal de peines, se caracteriza porque la rosca se /ace de una sola pasada, mientras que el roscado con cuc/illa se hace en varias pasadas. El mo%imiento de giro de la pieza $ el de traslaci#n de la /erramienta estn sincronizados por medio de trenes de engranajes, que unen el cabezal del torno con el /usillo de roscar &figura :(.
Figura : Roscado a torno con cuc/illa. El afilado $ forma de la cuc/illa dependen de la rosca a realizar. 1. "lases de cuchillas para roscar. "as cuc/illas deben tener una
forma determinada, seg-n la rosca $ la forma de ejecuci#n de la misma. ;eneralmente, el perfil de la cuc/illa debe corresponder al perfil de la rosca. "as cuc/illas normales se pueden afilar adoptndolas al perfil de la rosca &figura <( sal%o que se parta de una cuc/illa de perfil constante, en la cual s#lo se afila el ngulo de desprendimiento &figura 1=(.
Figura < >erramientas de forma de tipo normal adaptadas al perfil normalizado.
Figura 1= >erramientas de forma de perfil constante* ', circular0 B, prismtica. 2. #enetración de la cuchilla para roscar. El a%ance o penetraci#n de la cuc/illa para la ejecuci#n de roscas puede ser radial &figura 11( $ oblicuo &figura 15(. "a penetraci#n radial se realiza con el carro transversal $ es el mtodo utilizado en la
ma$or parte de los casos. "a penetraci#n oblicua se realiza con el carro orientable0 este sistema solamente se emplea para las roscas triangulares.
Figura 11 Roscado por penetraci#n radial.
Figura 15 Roscado por penetraci#n oblicua.
1.3."$lculo del tiempo de roscado. "a f#rmula que se da a continuaci#n s#lo se puede aplicar al roscado con /erramienta simple0 se obtiene a partir de la f#rmula general %c & 'l ( c) * 'a + n) ?8a@,
considerando que el a%ance a %iene dado por el propio paso*
%r & '1 ( c) * '# + n)
2i / es la altura del filete $ t la profundidad media por pasada, el n-mero de stas ser h * t , por consiguiente, el tiempo total te#rico ser*
%r & , 'l ( c) * '# + n) - + 'h * t) ?19@
Tambin puede darse en funci#n de la %elocidad de corte %0 entonces se tiene* %r & ,
+ d2 'l ( c) * 1 '# + n) - + 'h * t) ?1:@
2iendo* d5 A el dimetro medio de la rosca en mm. 1 A longitud de la pieza a roscar en mm. c A entrada &normalmente igual a 34( en mm. 4 A paso de la rosca en mm. % A %elocidad de corte en mmin. 2i la rosca tiene %arias entradas, el tiempo calculado /a de multiplicarse por el n-mero de stas. Regla general para el c$lculo de las ruedas de roscado
4c 4/ A 4aso o a%ance de la rosca a construir paso del /usillo patr#n A a C b C c d C e C f
2iendo* 4c A 4aso o a%ance de la rosca a construir 4/ A paso del /usillo patr#n a, b, c A los n-meros de dientes de las ruedas conductoras. d, e, f A los de las ruedas conducidas /bservaciones. 4ara /acer la transformaci#n, cuando a primera %ista no se %e el
camino a seguir, es con%eniente proceder de la siguiente manera* 2e simplifica totalmente la fracci#n. 2e multiplican por cinco ambos trminos. 2e multiplican sucesi%amente por 5, 3, 6, ... ,los trminos de la fracci#n obtenida. En caso de que, por ese procedimiento, no se encontrase soluci#n, se descompone cada uno de los trminos de la fracci#n simplificada en sus factores primos $ se asocian stos, de %arias maneras posibles, para constituir dos -nicos factores. Estos factores, multiplicados con%enientemente, darn trenes de cuatro ruedas, como se e+plic# en el apartado anterior. Tngase en cuenta que, si uno de los factores que aparece es 120, ste no debe ser multiplicado. 2i el torno admite trenes de seis ruedas, se puede /acer la descomposici#n en tres factores. Serie ordinaria de ruedas intercambiables de que disponen los tornos.
"os tornos que no disponen de caja orton suelen tener las ruedas de 5= a 157 dientes de 7 en 7 $, adems, la de 159 dientes. En los clculos $ problemas se supone que siempre se dispone de esta serie de ruedas. Reducción de milmetros a pulgadas o de pulgadas a milmetros 'valores aproimados).
4ara aplicar la regla general, el paso a construir $ el paso del /usillo patr#n /an de estar e+presados en la misma clase de unidades, es decir, los dos en mil!metros o los dos en pulgadas, o en fracciones de sta. na pulgada equivale a 2!4355! mm
El %alor de una pulgada se puede sustituir, con suficiente apro+imaci#n, por la fracci#n* 120 * 2 & 2! 'el error cometido es de 4! mm)
)omo 159 es n-mero primo, por esta raz#n se constru$e la rueda de 159 dientes. )uando no se dispone de la rueda de 159, se emplear cualquiera de las fracciones siguientes*
)aja RTG,
"$lculo de ruedas para roscar a torno mediante 6racciones continuas o reducidas.
H #rocedimiento de las 6racciones intercalares.
H.. #r$ctica del roscado triangular en el torno.
"a ejecuci#n de roscas triangulares en el torno %ar!a considerablemente, seg-n el material que se trabaja. En trminos generales, presentan pocas dificultades los materiales de %iruta quebradiza, como bronces latones $ fundiciones0 los metales blandos, como el aluminio0 $ los aislantes del tipo de la ebonita, fibra, etc. 4or el contrario, los metales tenaces $ entre ellos todos los aceros, en general, requieren ma$or cuidado, debido al arrollamiento de la %iruta $ al efecto de cua de la cuc/illa de roscar. 4ara e%itar estos incon%enientes, se procura fundamentalmente que la profundidad de pasada sea ma$or al principio $ disminu$a progresi%amente, a medida que se alcance la
profundidad de acabado, $ que la /erramienta no penetre perpendicularmente en la pieza a roscar. Estos son precisamente los objeti%os de los diferentes mtodos de roscado. 1 Roscado triangular por penetración normal.
Este mtodo es apropiado para roscar materiales quebradizos, cuando la profundidad de rosca sea pequea. "a penetraci#n de la /erramienta se efect-a con el carro trans%ersal &fig. 13.18(.
4ara el roscado de materiales quebradizos, el ngulo de desprendimiento de la /erramienta es nulo0 por esta raz#n es aconsejable utilizar /erramientas de metal duro. "a profundidad de la rosca se puede controlar con el tambor del carro trans%ersal. 'ntes de iniciar la primera pasada, /a$ que colocar el tambor a cero, cuando la /erramienta roce le%emente el e+terior de la pieza. "as aristas cortantes forman un ngulo de 8=I para el 2.. $ de 77I en el J/itKort/ &fig. 13.19(.
"os ngulos de incidencia tienen distinto %alor para e%itar el roce con el filete. 4ara el roscado a derec/as, la cara B tiene una incidencia de 5I a 6I, mientras que la cara ' tiene un ngulo de incidencia igual a la inclinaci#n de la /lice media incrementada en 5I a 6I. 2i se trata de roscar a izquierdas, los %alores aportados tienen signo contrario. El %rtice de la cuc/illa no debe ser agudo, antes bien, ligeramente aplanado. El %alor del c/afln debe ser igual a 48 en el filete 2, 418 para el 2.. $ 48 para el J/itKort/. E+cepcionalmente, puede darse un pequeo desprendimiento a la cuc/illa,
que en ning-n caso sobrepasar los 8I, $a que la %ariaci#n del ngulo de la punta ser!a e+cesi%a.
En efecto, obser%ando en la figura 13.1: las pro$ecciones de los tringulos imaginarios formados por las puntas de dos /erramientas ' $ B, se comprende que m L n. 2i ambas deben engendrar un mismo paso 4 $ las alturas m $ n son desiguales, tal como se /a dic/o, resultar que E B L E'. El %alor de EB se /alla por* tg '78 * 2) & '#*2) * n & # * 2n
'/ora bien, el %alor de n /a$ que darlo en funci#n del ngulo de desprendimiento $ de los dimetros de rosca que son datos conocidos. E+aminando el tringulo ra$ado, de la figura 13.1:, se puede deducir con suficiente apro+imaci#n que* cos " & m *n
por otro lado* m & 'd 9 d 3) * 2
2ustitu$endo el %alor de m en la primera e+presi#n, se tiene que* cos " & 'd 9 d3) * 2n : n & 'd 9 d 3) * 2 cos "
2ustitu$endo, de nue%o, en la primera f#rmula* tg '78 * 2) & 2 # cos " * 2 'd 9 d 3) tg '78 * 2) & # cos " * d 9 d 3
Esta e+presi#n relaciona el semiángulo de punta corregido, con el paso $ dimetros de rosca, as! como el %alor del ngulo de desprendimiento que se d a la cuc/illa. 2. Roscado triangular por penetración normal y desplazamiento lateral.
Este sistema de roscado permite que el corte se efect-e por una sola arista, alternando sucesi%amente el lado ' $ el B del filete por medio de un desplazamiento lateral de la /erramienta &fig. 13.1<(.
Este desplazamiento debe ser de 42 a 41 mm en las pasadas de desbaste $ de 4! mm en el acabado. "lamando a al desplazamiento lateral, el %alor m+imo que puede tomar e, penetración radial, para que la /erramienta corte por una sola arista, ser* tg α5 A ae0 e A a &tg α5( de donde* e & a cotg
*2
4ara dar la primera pasada, se coloca a cero el tambor del carro porta/erramientas $ se da la profundidad e con el carro trans%ersal. El eje de penetraci#n ++ sealar la posici#n de la cuc/illa de roscar para todas las pasadas que se /agan sobre el flanco izquierdo del filete &Fig. 13.5=(.
Fig. 13.5= 4enetraci#n normal $ desplazamiento lateral combinados. 7n la segunda pasada , se mantiene la profundidad $ se realiza un pequeño desplazamiento lateral &41 mm por ejemplo(, controlado por el tambor del carro porta/erramientas. Este punto estar contenido en el eje $$, que indicar la posici#n de la /erramienta para todas las pasadas sobre el flanco derec/o del filete. Dic/o desplazamiento lateral origina una pequea irregularidad en el fondo de la rosca, que desaparecer en la pasada siguiente. 4ara efectuar la tercera pasada /a$ que %ol%er /acia la izquierda, /asta que el tambor graduado est de nue%o a cero0 entonces se toma una nue%a profundidad e. "as pasadas sucesi%as se %an realizando seg-n el mtodo e+plicado, teniendo en cuenta que la ;ltima pasada debe ser impar. 3. Roscado triangular por penetración oblicua. En este caso la /erramienta trabaja sólo por el 6ilo principal, penetrando oblicuamente
al eje del tornillo /asta alcanzar la profundidad requerida, tras una serie de pasadas de penetraci#n decreciente &fig. 13.51(.
Fig. 13.51 4enetraci#n oblicua de la /erramienta. El carro portaherramientas debe inclinarse el valor del semi$ngulo del 6ilete, que %ale 3=I para el 2. . $ 59I 3=M para el J/itKort/. 4ara roscar se opera de la siguiente manera. 2e a%anza el carro trans%ersal /asta que la /erramienta roce le%emente la pieza, colocando a cero el tambor graduado0 se da la pasada con el carro porta/erramientas, partiendo del cero. Despus de la primera pasada, se retira la /erramienta con el carro trans%ersal puesto a cero, %ol%iendo a la posici#n inicial para una segunda pasada. Se toma una nueva pro6undidad con el carro portaherramientas $ se efect-a la segunda pasada, $ as! sucesi%amente. El %alor del a%ance oblicuo ' deber ser &fig. 13.55(*
Fig. 13.55 4rofundidad de rosca siguiendo la direcci#n de la generatriz.
cos α5 A /3 ' < & h3 * cos
*2
Estos %alores son* < & 4=13 # * 4>==
para rosca mtrica 2, $ < & 4= # * 4>>0
para rosca J/itKort/, siendo 4 el paso de rosca en cada caso. "a /erramienta usada suele tener el afilado de la figura 13.53.
Fig. 13.53 >erramienta para roscado triangular con penetraci#n oblicua. El filo principal debe ser siempre paralelo al plano de referencia $ coincidir con el plano medio de la rosca. 4uede estar a la izquierda o a la derec/a, seg-n sea el tipo de rosca, a derec/as o a izquierdas. El ngulo de dic/o filo es igual siempre a la mitad del ngulo del filete0 por el contrario, el ngulo del 6ilo secundario se hace un poco menor &5
bser%ar el desprendimiento lateral de forma c#nca%a que facilita la salida de la %iruta. "os dems ngulos se ajustan a las normas dadas en las cuc/illas para penetraci#n recta. Es un procedimiento de roscado apto para aceros. 4ermite buenas %elocidades de corte, debido a la salida fcil de la %iruta $ al trabajo ms racional de la /erramienta, puesto que trabaja sobre una arista $ no sobre la punta. 2in embargo, la calidad del acabado es inferior, especialmente en el flanco correspondiente al filo secundario. 4or eso se recomienda para producci#n en serie. . Roscado triangular por encima del centro.
4ara aumentar el rendimiento del roscado por penetraci#n normal se recurre a ele%ar el plano de ataque de la /erramienta, situndolo por encima del plano medio de la pieza0 esto equivale a aumentar el valor del $ngulo de desprendimiento , que para los aceros suaves debe ser de 57I a 3=I y de 2? para los aceros duros y semiduros &fig. 13.57(.
7ste $ngulo de desprendimiento " no permanece invariable, sino que crece a medida que la herramienta avanza /acia el centro0 en cambio, el $ngulo a eperimenta el 6enómeno contrario. 4or esto, el ngulo a se calcular en funci#n del
dimetro del fondo $ nunca ser inferior a 8I. El ngulo de punta de la /erramienta tambin debe ser modificado, seg-n se %er a continuaci#n &fig. 13.58(.
"a cota h3 representa la penetraci#n alcanzada por la /erramienta, cuando sta act-a radialmente $ es igual a la profundidad de rosca. En cambio, la cota h@3 es ma$or, siendo en ambos casos iguales los pasos engendrados 4, de lo que resulta que los tringulos is#sceles de la figura no son iguales por tener alturas distintas0 la conclusi#n final es que los ngulos opuestos a la base son diferentes, siendo E N EO. "os datos que interesa conocer para el roscado son* la altura de la /erramienta sobre el centro , la profundidad /O 3 $ el ngulo corregido EO. "a deducci#n de las f#rmulas que permiten /allar dic/os %alores se realiza tal como sigue* A & d*2 sen "
2eg-n la figura 13.59 se tiene*
/O3 A 'B A ) D0 ) A &d5( cos )0 D A &d 35( cos )O De donde* h@3 & , 'd*2) cos " - B , 'd3*2) cos "@-
2iendo sen )O A l &d 35( sen "@ & 2l *d3
2eg-n las figuras 13.5813.5: $ teniendo en cuenta los truncamientos del tringulo te#rico del filete, se tiene para el perfil 2* 4 ? &4:( P &48( @ A &1956( 4 luego el %alor efecti%o de 45 ser &1956(4 tg EO5 A 45 /O3 A &1956(4 5 /O 3 A =,1=:4 5 /O 3 tg 7@*2 & 43! #* h@3
4roblema 15. >a$ que construir un tornillo de acero sua%e de 6: mm de dimetro $ 7 mm de paso, mtrica 2, empleando el mtodo de roscado por encima del centro. )alcular la altura sobre el centro. la profundidad de penetraci#n $ el ngulo de punta corregido. H. 'unque se corrija el ngulo de punta de la /erramienta, como sta tiene las aristas de corte rectil!neas situadas en un plano no coincidente con el plano medio de la rosca, el filete presenta los flancos ligeramente c#nca%os, lo que puede ser inadmisible para roscas de gran precisi#n. !. Roscado interior.
"a ejecuci#n de roscas triangulares interiores se realiza con /erramientas acodadas, afiladas de forma comparable a las de roscar e+teriores, pero con mayor $ngulo de incidencia &12? a 1!?( para facilitar la introducci#n. )uando se trata de agujeros pequeños %an 6uertemente destalonadas &fig. 13.5<(.
Fig. 13.5< >erramienta acodada para roscado triangular interior. Es indispensable mecanizar una garganta de salida de herramienta, si el agujero es ciego o el di$metro de salida es in6erior al nominal de la rosca &fig. 13.3=(.
Fig. 13.3= 2alida de rosca interior. Es con%eniente situar la herramienta ligeramente por encima del eje de la pieza, porque debido a su construcci#n ms dbil, tiende a 6lear. "as pasadas de penetraci#n pueden darse radialmente u oblicuamente seg-n lo e+plicado para el roscado e+terior. >a$ que tener precauci#n al colocar la /erramienta, de forma que la punta quede simtrica respecto al eje del filete0 ello se logra con a$uda de plantillas &fig. 13.31(.
Fig. 13.31 )olocaci#n de la /erramienta por medio de plantillas. 4ara facilitar el roscado suelen disponerse dos topes, uno radial $ otro longitudinal que e%itan tanteos $ aun posibles roturas de /erramienta o deterioros de los filetes &fig. 13.35(.
Fig. 13.35 Referencias que se toman para la longitud del roscado interior. =. "onstrucción de roscas cuadradas.
H.
