UNIVERSIDAD TECNICA TECNICA FEDERICO SANTA SANTA MARIA
Taller de máquinas Herramientas TMH-000 Unidad 1 : Torneado de conos y tornillo Sinfín
Índice temático.
Índice temático. ................................................................................................................................... 1 Unidad 1: Torneado Tornead o de conos y tornillos tornill os sinfín. ................................... .................. ................................... ................................... ........................... .......... 2 Temáticas: ....................................................................................................................................... 2 Tornillo Sinfín: ................................................................................................................................. 2 Geometría y nomenclatura del tornillo sinfín. ............................................................................ 3 Formulas constructivas para el mecanizado de tornillo sin fin. ................. .......................... ................... ................... ............ ... 7 Mecanizado de tronillos sin fin mediante torno Universal. .................. ........................... .................. .................. ................. ........ 8 Roscas de entradas múltiples. ......................................................................................................... 9 Definición Definició n y generalidades generali dades de las roscas .................................. ................ ................................... .................................. ................................. ................ 9 Elementos y dimensiones fundamentales de las roscas ............................................................. 9 Clasificación de las roscas. ........................................................................................................ 10 Según el número de filetes o entradas. .................................................................................... 12 Formulas constructivas para el roscado de roscas triangulares................... ........................... ................... ................. ....... 12 Tipos de roscas .......................................................................................................................... 12 Rosca de múltiples entradas o de varias entradas: ................... ............................ .................. .................. .................. .................. ......... 15 Mecanizado Mecaniza do de roscas múltiples. múltiples . ................................... ................. ................................... ................................... .................................... ...................... .... 16 Metodo 1: Mediante cabezal divisor para roscas múltiples. ...................... ............................... ................... ................... ........... 16 Método 2: Mediante Mediante dispositivo de división división especial para roscas múltiples. múltiples. ................. ....................... ...... 17 Método 2: Mediante la utilización de herramientas múltiples múltiples o desplazamiento del carro porta herramientas. .................................................................................................................. 17 Sistemas de conos: conos de fácil desprendimiento / de sujeción automática. ................ ......................... ......... 18 Métodos para tornear to rnear conos. cono s.................................... .................. ................................... ................................... ................................... ............................... ............. 18 Conceptos generales. ................................................................................................................ 18 Torneado de conos por giro del carro portaherramientas. .................. ........................... .................. .................. .................. ......... 19 Torneado de conos por desplazamiento desplazamiento lateral del cabezal móvil. .......... ................... .................. ................... .............. .... 20 Torneado de conos por ayuda de plantilla guía. ....................................................................... 21 Sistema de conos Morse. ................................. ................ ................................... ................................... ................................... ................................... ..................... 22 Conicidades Conicida des normalizadas normaliza das y sus aplicaciones.. apl icaciones.................... ................................... ................................... ................................... ..................... 23 Sistemas de conos ISO - HSK .................................. ................. ................................... ................................... ................................... ............................... ............. 25 1|Página
Unidad 1: Torneado de conos y tornillos sinfín. Temáticas:
Tornillos sinfín, roscas de entradas múltiples, fileteados de los mismos. Sistemas de conos: conos de fácil desprendimiento / de sujeción automática. Métodos para tornear conos.
Tornillo Sinfín: El engranaje de tornillo sinfín (fig. 1) se utiliza para transmitir la potencia entre ejes que se cruzan, casi siempre perpendicularmente entre sí. En un pequeño espacio se pueden obtener satisfactoriamente relaciones de velocidad comparativamente altas, aunque quizá a costa del rendimiento en equiparación con otros tipos de engranajes. El contacto de impacto en el engrane de los engranajes rectos y de otros tipos no existe en los de tornillo sinfín. En vez de esto, los filetes deslizan en contacto permanente con los dientes de la rueda, lo que da por resultado un funcionamiento silencioso si el diseño, la fabricación y el funcionamiento son correctos. Como el deslizamiento es mayor, a veces se originan dificultades por el calor debido al rozamiento. En condiciones extremas de carga la caja o cárter de engranajes se puede calentar.
Fig.1 Conjunto de mecanismo tornillo sinfín y rueda dentada de tornillo sinfín.
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La sección de una guía o filete de tornillo sinfín en un plano diametral axial es generalmente de flancos rectos, ya que es la sección de un diente de cremallera envolvente. Si el tornillo sinfín se moviese sin girar en dirección de una línea recta perpendicular al eje de la rueda, la acción de los dientes en un plano que contuviese al eje del tornillo y normal al eje de la rueda sería análoga a la acción del diente de una cremallera sobre una rueda. Los lados rectos de las guías del tornillo facilitan la producción en cuanto a cantidad y exactitud. Las guías o roscas del tornillo pueden ser talladas en un torno o con matrices de estampar, pueden ser fresadas con fresa de disco, talladas por generación o por fresa madre, cepilladas o modeladas. Esta
unidad
solo trataremos el
roscado de tornillo de fin mediante Torno Universal.
Geometría y nomenclatura del tornillo sinfín. Paso axial del tornillo sin f in.
En los tornillos sin fin de paso métrico, el módulo axial m h1 es igual al módulo m y el paso de la hélice: Ph1 = mhi * z Siendo z el número de filetes o entradas del sin fin. En los cálculos del tren de ruedas para el torneado de los tornillos sin fin, el valor de numero pi con suficiente aproximación puede ser substituido:
π = 22 /7 =( 3,14286, que representa una diferencia de 0,00126 o el 0,04% de 3, 1416
Disposición de los engranajes de tornillo sin f in.
En un engranaje helicoidal de ejes que se cruzan (sin cortarse), si el diámetro del piñón se reduce con relación al de la rueda, el engranaje helicoidal se convierte en otro de tornillo sin fin; en estos engranajes generalmente los ejes se cruzan a 90°. El tornillo sin fin (piñón se define por su número de entradas o filetes, normalmente comprendido entre uno y cinco, y también hasta ocho. 3|Página
Fig.2 Disposición del paso de tornillo sin fin.
El tornillo sin fin acciona o gira sobre una rueda (tuerca), y como lo hace sin desplazarse, en una relación completa del tornillo la rueda girará un arco igual al paso axial del primero, siendo este arco el paso Circunferencial de la rueda. El paso axial Ph1 del tornillo se mide entre dos dientes o filetes consecutivos del tornillo aunque sea de dos o más entradas; el avance circunferencial p. de la rueda es igual al paso axial p c multiplicado por el número de entradas o filetes.
Fig.3 Esquematización del paso del tornillo sin fin .
El ángulo β1 de inclinación del tornillo sin fin, está formado por su generatriz (como cilindro) y por
la recta tangente al flanco del diente; su complemento ϒ1 es el ángulo de pendiente de la hélice; cuando los ejes se cortan a 90° (caso general) el ángulo de la hélice de la rueda es β2 = ϒ1 . La inclinación del dentado es del mismo sentido en el piñón y la rueda. El ángulo β1 depende del diámetro primitivo d1 del tornillo y de su paso p1 este ángulo se suele establecer entre los 50 ° y 80° a veces mayor. El ángulo de presión del diente se hace α = 20°; el perfil del diente corresponde a su sección longitudinal y se trazará según la cremallera normalizada módulo 1, representada en la parte superior: para otros módulos, se multiplicaré su número por los de la módulo 1. Transversalmente, la corona de la rueda se limitara: sin garganta, con garganta y con garganta v perfil angular; el ancho de esta corona es aproximadamente igual al diámetro exterior del tornillo (figura 4). 4|Página
El mecanismo de tornillo sin fin admite una gran reducción, generalmente comprendida entre una cincuenta. i = Z1/Z2 = 1 a 50. El material utilizado para la fabricación es, el acero para el tornillo, que según la potencia será templado y rectificado; el de la rueda o su corona será generalmente, bronce fosforoso, y también aleaciones de aluminio, zinc, manganeso y fundición gris.
Fig.4 Conjunto de mecanismo tornillo sinfín y rueda dentada de tornillo sinfín
Módulo.
Los módulos m de los engranajes de tornillo sin fin está normalizados, y su valor se fija mediante el cálculo de transmisión de potencia o de momento de giro. El módulo de calculado corresponde al módulo axial mx1 del tornillo sin fin, así como al circunferencial mx2 de la rueda. La serie de módulos normalizados para engranajes de tomillo sin fin, comprende los siguientes:
Preferentes 1 - 2 - 4 - 8 - 16 Normales . . . . . . . 1,25 - 2,5 - 5- 10 - 20 Complementarios 1,5 - 3 - 6 - 12
Número de filetes y de dientes El número de filetes del tornillo sin fin se hace de 1 a 6 y también hasta 8, y se establecer/1 de acuerdo con la reducción que se desea obtener; a m ayor número mayor velocidad de deslizamiento y menor reducción.
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El número de dientes de la rueda será igual a 17 como mínimo; el diámetro primitivo del sin fin ha de ser exactamente igual al del de la fresa-madre que se utilice para el tallado de la rueda. La distancia entre centros del tornillo sin fin y de la rueda será igual a la del tallado. Se recomienda que el diámetro primitivo sea q = 8, 10, 12, 16, 20, veces el módulo m, y también que sea 7, 9, 11, 14, 18 veces el mismo módulo m, si bien, los últimos valores indicados para q deben evitarse. En la figura que sigue se representa la disposición del tallado (torneado del sin fin con cuchilla cuya arista cortante está situada en un plano axial, y el tallado con cuchilla piñón; los flancos del diente son rectos en el plano axial.
Fig.5 detalle del tallado del tornillo sin fin (Torneado o f resado)
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Formulas constructivas para el mecanizado de tornillo sin fin.
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Mecanizado de tronillos sin fin mediante torno Universal. Según sea la clase de tornillo sin (tornillo espiral o envolvente), tiene la rosca en sección longitudinal del perno flancos rectos o abombamos. Por esto es lo mejor afilar en la herramienta de corte según una plantilla para dar la forma de la fresa. Debido a que la operación de roscado no varía mucho con respecto a lo que es el roscado convencional de roscado en torno , se encuentra poca información especificada sobre el roscado ( fileteado de este tipo de rosca ) por lo cual es conveniente compararlo al roscado de otros tipos de roscas tales como el roscado de Tornillos de potencia ( Rosca trapecial ). Lo mejor para tallar la rosca del tornillo sin fin con gran paso es proceder en tres etapas. a) Tallado previo con una herramienta de entallar. La anchura de la herramienta es algo menos que la que se debe realizar. Muchas veces también se utilizan herramientas de trabajo puntiagudas para dejar un rayado superficial y así de esta forma poder verificar dimensiones ( paso ) . b) Nuevo tallado con herramienta según forma, de todos modos, es más delgado que el perfil de la rosca terminada. Se desbastan ´primero un flanco y después otro. c) roscado de acabado a la medida exacta con una herramienta que tiene la forma de la rosca. se recomienda precaución de esta operación, ya que la herramienta se enclava fácilmente debido a su forma y su deficiente salida de viruta.
Fig.6 Roscado de tornillo sin fin mediante torno Universal Paralelo
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Roscas de entradas múltiples. Definición y generalidades de las roscas Una rosca está formada por el enrollamiento helicoidal de un prisma llamado vulgarmente filete, ejecutado en el exterior o interior de una superficie de revolución, generalmente cilíndrica, que le sirve de núcleo. Si la rosca está elaborada en el exterior de la superficie, se denomina rosca exterior o perno (tornillo).Si la rosca está elaborada en el interior de la superficie, se denomina rosca interior o tuerca .El conjunto de perno y tuerca forman un medio de unión roscado.
Elementos y dimensiones fundamentales de las roscas
Hilo o filete: superficie prismática en forma de hélice constitutiva de la rosca. Flancos: caras laterales de los filetes. Cresta: unión de los flancos por la parte exterior. Fondo: unión de los flancos por la parte interior. Vano: espacio vacío entre dos flancos consecutivos. Núcleo: volumen ideal sobre el que se encuentra la rosca. Base: línea imaginaria donde el filete se apoya en el núcleo.
Fig.6 Geometría y nomenclatura de rocas (Perno y Tuerca ) .
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Diámetro exterior (dext): diámetro mayor de la rosca. Diámetro interior (dint): diámetro menor de la rosca. Diámetro medio (dmed): aquel que da lugar a un ancho de filete igual al del vano. Diámetro nominal (d): diámetro utilizado para identificar la rosca. Suele ser el diámetro mayor de la rosca. Angulo de flancos (α): ángulo que forman los flancos según un plano axial. Profundidad o altura (h): es la distancia entre la cresta y la base de la rosca. Paso (p): distancia entre dos crestas consecutivas medida en dirección axial.
En roscas cuyas dimensiones se expresan en pulgadas, se suele indicar el paso por el número de hilos o filetes que entran en una pulgada de longitud. Así, por ejemplo, una rosca de paso 1/8” ,
se dice que tiene un paso de 8 hilos por pulgada.
Fig.7 Definición y denominación de paso para roscas.
Avance (a): distancia recorrida por la hélice en dirección axial al girar una vuelta completa (paso de la hélice); es decir, representa la distancia que avanza la tuerca al girar una vuelta completa en el tornillo.
Clasificación de las roscas. Las roscas se pueden clasificar según diferentes parámetros.
Según su posición
Rosca exterior o tornillo: la rosca se talla sobre un cilindro exterior. Rosca Interior o tuerca: la rosca se talla sobre un cilindro interior (taladro).
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Fig.8 Roscas según su posición.
Según la forma del filete. Roscas triangulares:
Fig.9 Roscas rectangulares.
Roscas trapeciales:
Fig.10 Roscas Trapeciales.
Roscas redondas:
Fig.11 Roscas Redondas.
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Según el número de filetes o entradas.
Rosca de una entrada: si tiene un solo hilo o filete; es el caso más habitual. Rosca de varias entradas: si tiene varios hilos o filetes. Permite obtener grandes avances.
Fig.12 Rosca de múltiples entradas.
Formulas constructivas para el roscado de roscas triangulares. Nomenclatura.
P= paso ( mm)
i= ángulo de hélice
d= diámetro externo
c= cresta
d1= diámetro interno
D= diámetro de pie o de fondo
d2= diámetro de flanco
D1= diámetro de la rosca de la tuerca α= ángulo do filete
h1= Altura de la rosca de la tuerca
f= fondo del filete
h= altura de filete
Tipos de roscas Las roscas triangulares clasifican segundo su perfil, en tr es tipos.
rosca métrica rosca Whithworth rosca americana
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Para nuestras aplicaciones y estudios, vamos detallar apenas dos tipos: a rosca métrica e a rosca Whithworth. Rosca métrica ISO normal e rosca e a rosca métrica ISO fina NBR 9527. Fórmulas de rosca métrica.
Fig.13 Nomenclatura de roscas métricas .
Ángulo del perfil de rosca: a= 60° Diámetro Menor de perno(Ø de núcleo)
d1 = d – 1,2268 x P Diámetro efectivo de perno ( Ø médio):
d2= D2 = d – 0,6495 x P El espacio libre entre la raíz de la rosca de la tuerca y la cresta del filete
f= 0,045 x P Diámetro mayor de tuerca:
D= d + 2 x f Diámetro menor de tuerca:
D1= d – 1,0825 x P Diámetro efectivo de tuerca ( Ø medio)
D2 = d2 13 | P á g i n a
Altura do filete del perno:
he= 0,61343 x P Radio de arrendamiento de pie y filete paraperno :
rre= 0,14434 x P Radio de arrendondamiento de pie y filete para tuerca:
rri= 0,063 x P Fórmulas da rosca whithworth.
Fig.13 Nomenclatura de roscas whithworth
Angulo del perfil de la rosca α = 55°
Paso de hélice: P=
1”
nº de filetes Altura del filete: hi= he= 0,6403 x P Radio de arredondamiento del perno y tuerca rri= rre= 0,1373 x P
Diámetros de roscas: d= D d1= d – 2 x he D2= d2= d – he 14 | P á g i n a
Las fórmula para confección das roscas Whithworth normal e fina las misma. Apenas varían los números de filetes por pulgadas.
Rosca de múltiples entradas o de varias entradas: Tanto para las roscas unificadas como para las métricas, la dimensión nominal es el diámetro mayor (o exterior) de una rosca externa. El ángulo entre los flancos de los filetes es de 60°. Los valles y las crestas de los filetes son planas, con el fin de reducir la concentración de esfuerzos que generarían las esquinas agudas; las normas permiten que las crestas y raíces sean redondeadas, debido a que las herramientas para la fabricación de los tornillos sufren de desgaste. Una rosca puede tener una o varias entradas (inicios). Un rosca de una entrada podría imaginarse como un cordón enrollado en forma de hélice sobre una varilla cilíndrica; una rosca de dos entradas sería equivalente a tomar dos cordones (imagíneselos de diferente color) y enrollarlos simultáneamente en forma de hélice. Podemos definir ahora el avance, l, de una rosca como la distancia recorrida por una tuerca cuando ésta se gira una vuelta; si la rosca es simple (de una entrada) el avance es igual al paso (l = p), mientras que si la rosca es múltiple, el avance es igual al número de entradas multiplicado por el paso. La ventaja de una rosca de varias entradas es que el montaje y desmontaje son más rápidos, pero tiene la gran desventaja de que se afloja mucho más fácilmente, ya que posee un mayor ángulo de la hélice1; debido a esto, rara vez se utilizan. La (figura1 4) muestra roscas de una y cinco entradas; se puede observar el mayor ángulo de la hélice de la rosca de cinco entrada
Fig.14 Rosca simple; Rosca múltiple.
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Mecanizado de roscas múltiples. Método 1: Mediante cabezal divisor para roscas múltiples. En las roscas de múltiples entradas van varios filetes de roscas paralelos y unos junto a otros alrededor del perno. Todos estos guardan entre si la misma distancia y tienen el mismo paso. En caso de rosca de dos entradas, el segundo filete comienza media vuelta, y en el de tres entradas un tercio de vuelta más tarde que le filete precedente. Es decir, que para tallar el siguiente filete hay que girar en la porción conveniente el perno roscado, sin que le carro porta herramientas continúe moviéndose a través del husillo de roscar (figura 15). Para ello se emplea, por ejemplo, un dispositivo divisor provisto de una escala y de muescas, el cual es utilizado a modo de disco de arrastre o en combinación con un plato de sujeción (figura16).
Fig.15 secuencia de roscado de rosca de múltiples entradas
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Fig. 16 Dispositivo divisor para roscas múltiples .
Método 2: Mediante dispositivo de división especial para roscas múltiples. Se pueden realizar también la división dividiendo para ello es conveniente la rueda dentada al final del husillo de trabajo y dotando a los dientes de una marca en los puntos de división (figura 6). Después de tallar el primer filete se desengrana la rueda dentada, a continuación se giran en las correspondientes el husillo de trabajo juntamente con la rueda de cambio y vuelve a juntarse nuevamente las ruedas dentadas. Muchas maquinas tienen el dispositivo un dispositivo especial para tallar roscas múltiples (figura 17). La rueda de cambio del cabezal del husillo para roscar esta acoplada, por ejemplo a una rueda dentada de 60 dientes con dentado interior y desplazable sobre el árbol principal del divisor. Antes de comenzar el corte, el diente marcado con 0 en el acoplamiento dentado tiene que encajar en el hueco señalado con 0 en la rueda de recambio. En esta posición se talla el primer filete. Para continuar tallando los siguientes filetes hay que sacar los dientes de la rueda de cambio del acoplamiento dentado. El husillo principal o las ruedas de cambio se hacen girar hasta que el diente señalado con 0 en el acoplamiento dentado pueda introducirse en un hueco señalado sobre una graduación circular en la rueda dentada de recambio.
Método 3: Mediante la utilización de herramientas múltiples o desplazamiento del carro porta herramientas. A veces se tallan los filetes de roscas múltiples con varios herramientas simultáneamente. Estos tendrán para ello que estar firmemente y exactamente sujetos. la pieza tendrá además que dejara un suficiente espacio para que estés puestos las herramientas de corte ( figura 18) .Las roscas múltiples o de varias entradas, pueden tallarse también mediante el desplazamiento del carrito superior en el valor de la altura del paso ( altura de paso = paso/ número de filetes ) , con ayuda de del anillo micrométrico y calibres de caras paralelas . Otra posibilidad consiste en el movimiento del carro porta herramientas en el valor de la altura de paso mediante un giro parcial del husillo de roscar o ( carrito charriot ) .
Fig. 17 Dispositivo divisor para roscas múltiples.
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Fig. 18 Tallado simultaneo de ambos pasos de rosca.
Sistemas de conos: conos de fácil desprendimiento / de sujeción automática. Métodos para tornear conos. En este tópico se explica el proceso de obtención de superficies cónicas, obtenidas con máquina-herramienta, utilizando cotas de fabricación. Se pueden presentar diferentes formas de acotación, dependiendo del proceso de fabricación utilizado y de la Situación de la superficie (interior o exterior); no obstante, previamente será necesario conocer el significado de una serie términos que intervienen en la acotación de este tipo de superficies (figura 19).
Conceptos generales. Conicidad:
Es la relación entre la diferencia de diámetros extremos de un tronco de cono y su longitud. Se suele expresar en forma de quebrado 1:X; donde X representa la longitud del tronco de cono que es necesario recorrer para que el diámetro varíe 1 mm. Inclinación:
Es la relación entre la diferencia de radios extremos de un tronco de cono y su longitud. Se suele expresar en forma de quebrado 1:Y; donde Y representa la longitud del tronco de cono que es necesario recorrer para que el radio varíe 1 mm. Angulo de inclinación α/2 (ángulo de ajuste):
Es el formado por una generatriz del cono y el eje del mismo, ambos contenidos en un mismo plano axial. Angulo de cono α:
Es el formado por dos generatrices del cono contenidas en un mismo plano axial. Para obtener las dimensiones de los ángulos dentro delos conos se utilizan las siguientes semejanzas geométricas.
Fig. 19 Dimensiones característica de conos.
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Torneado de conos por giro del carro portaherramientas. El carro superior se hace girar a partir de su posición 0º el valor del ángulo de ajuste α/2
con la ayuda del limbo graduado. De esta forma, a la vez que la pieza gira en el torno respecto a su eje, la herramienta se desplazará en la dirección de la generatriz del cono. Este método es válido para obtener conos interiores y exteriores; a su vez, como el recorrido lateral del carro es limitado sólo se pueden tornear conos cortos (figura 20). El torneado de conos por inclinación del carro orientable no puede hacerse con precisión sirviéndose de la graduación del mismo, ya que normalmente no se alcanzan apreciaciones de menos de 15' .Pero es muy interesante como primera aproximación. Por eso en los planos no debe faltar nunca la acotación en grados de la inclinación o semiángulo del cono, aunque sólo sea de modo aproximado. Cuando la acotación está dada en grados, hay que prestar atención a si se refiere al eje del cono o a la base y si se acota el ángulo o el semiángulo del cono. Hay que tener especial cuidado cuando los valores son próximos a los 45°, ya que entonces es más fácil confundir el semiángulo del carro con su complemento. Una vez colocado el carro en posición, se aproxima la herramienta y se sitúa el carro de manera que se pueda hacer toda la longitud del cono sin necesidad de mover el carro principal, y que el carro portaherramientas quede lo más apoyado posible en sus guías. Se fija el carro con los tornillos brida, que todos los tornos suelen tener, y se procede a desbastar el cono siguiendo las normas dadas para el torneado de cilindros.
Fig. .20 El torneado de conos por inclinación del carro orientable.
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Para obtener un cono exterior se realiza un cilindrado previo de diámetro D, de ahí la necesidad de acotar el diámetro mayor del cono (el diámetro menor d se obtiene como resultado del mecanizado); en cambio, cuando se desea obtener un cono interior, se realiza un cilindrado previo de diámetro d, de ahí la necesidad de acotar el diámetro menor del cono (el diámetro mayor D se obtiene como resultado del mecanizado). Otro dato a indicar en el plano será el ángulo α/2 para poder ajustar la herramienta del torno.
Torneado de conos por desplazamiento lateral del cabezal móvil. Si se desplaza lateralmente el punto del cabezal móvil (contrapunto) respecto al centro, al moverse el carro portaherramientas longitudinalmente, da lugar a una forma cónica. El desplazamiento del punto del cabezal móvil (e) no debe ser superior a 1/50 de la longitud de la pieza, ya que, en caso contrario, las puntas tendrían una posición muy forzada; por esta razón, este procedimiento sólo se utiliza para tornear conos exteriores de gran longitud y pequeña conicidad (figura 21 ).
Fig. .21 El torneado de conos desplazamiento lateral del cabezal móvil.
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Nomenclatura de fórmulas para el torneado de conos:
Dónde:
e : desplazamientos de la corta ( cabezal móvil ) en [mm] D: Diámetro mayor del cono. d : diámetro menos del cono. Y: Inclinación del cono a construir. L: largo del cono. Lt : largo total de la pieza a mecanizar . Para obtener un cono exterior se realiza un cilindrado previo de diámetro D, de ahí la necesidad de acotar el diámetro mayor del cono (el diámetro menor d se obtiene como resultado del mecanizado). Otro dato que se deberá indicar en el plano es la inclinación 1:Y para poder calcular la distancia e de desplazamiento del cabezal móvil.
Torneado de conos por ayuda de plantilla guía. El torneado de conos con copiador es el procedimiento recomendado para grandes series. El copiador puede ser hidráulico o mecánico, pero en ambos sistemas la base fundamental es la plantilla guía, cuyo ángulo debe ser el del semiángulo del cono (figura 22). En la calidad y precisión de la plantilla estriba la precisión de la conicidad. El acabado puede ser de buena calidad por hacerse con el avance del carro principal, que como es lógico se mueve automáticamente, igual que para el cilindrado. La verificación se hace en las primeras piezas, ya que trabajando normalmente no se suele desajustar el copiador, y por lo tanto sólo habrá que verificar el diámetro para las otras piezas. Por seguridad, a cada cierto número de piezas conviene verificar también la conicidad. El torneado de conos entre puntos con desplazamiento del contra cabezal se presta para series de conos largos de poca conicidad, ya que el desplazamiento de la contra punta es limitado. En estos casos los puntos deben ser esféricos, ya que los normales no se apoyarían correctamente, sobre todo en los casos más desfavorables (fig. 15). Por razones de desgaste, el punto del contra cabezal conviene que sea giratorio, ya que el contacto se reduce a una simple línea.
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Fig. . 22 Torneado de conos por sistema de copiado o regla guía.
Sistema de conos Morse. Para reducir el número de herramientas, calibres y dispositivos de medida necesarios para la ejecución y comprobación de conos, se recomienda emplear, siempre que sea posible, conos normalizados (conos Morse, conos Métricos). En estos casos, el elemento cónico puede designarse especificando la serie normalizada y el número correspondiente.
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Fig. 23 Esquena de sistema de sujeción MORSE..
En las siguientes tablas se muestran respectivamente: una relación de conicidades normalizadas y sus aplicaciones; las medidas de los conos Morse y Métricos, para acoplamientos de herramientas, establecidas en la norma UNE 15.007.
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Conicidades normalizadas y sus aplicaciones.
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Sistemas de conos ISO - HSK Los conos porta herramientas tipo ISO establecen su posición cuando un actuador (hidráulico o neumático) tira de él produciéndose un asiento del cono dentro de otro cono tallado en el eje del husillo. Si la velocidad de giro aumenta, la fuerza centrífuga también, provocando la expansión del eje del husillo. Cuando esto sucede, los conos ISO, tienden a introducirse más dentro del husillo debido a que el actuador sigue tirando de él. Esto puede desencadenar 2 problemas:
Imprecisión en el mecanizado, debido al desplazamiento que ha sufrido la herramienta respecto al husillo. Atoramiento del cono en el caso de que el husillo frene de forma brusca y recupere sus dimensiones.
Estas circunstancias hacen que los conos más extendidos en las máquinas de alta velocidad sean los HSK.
Fig. 24 Sistemas de conos ISO - HSK
Las principales ventajas que ofrecen los conos HSK se deben fundamentalmente a dos factores. Por un lado, el sistema de amarre se realiza mediante unas garras o mordazas que se ajustan en un hueco tallado dentro del cono en forma de copa. A medida que la velocidad de giro aumenta se garantiza el contacto en todo momento, ya que la fuerza centrífuga expande las mordazas que sujetan el cono contra el eje del husillo. Esta circunstancia permite unas condiciones de corte más agresivas, además de aportar mayor rigidez y precisión que los sistemas basados en conos ISO.
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Por otro lado, en la unión del cono y el husillo, existe un doble contacto entre las superficies del cono y el alojamiento del eje. El doble contacto ofrece mayor repetitividad a la hora de volver a colocar el cono. Además se evita que el conjunto cono-herramienta se introduzca dentro del husillo, cosa que sucedía en el caso de conos ISO con altas velocidades
Fig. 25 superficies de contactos de conos ISO ; HSK
Las máquinas que utilizan conos ISO son más propensas al chatter que las que utilizan HSK, debido a que la unión entre cono y husillo no es tan rígida. La menor rigidez de esta unión hace caer la frecuencia natural de vibración más baja y obliga a limitar los parámetros de mecanizado, debiendo ser éstos menos agresivos. Existen muchos tipos de conos HSK. Éstos se clasifican con 2 ó 3 cifras y una letra, por ejemplo HSK-63A (el más común). Las cifras dan el diámetro exterior del plato que asienta sobre la cara del husillo. La letra indica el tipo de cono en función de diversos factores como longitud, etc. En general, esta letra es:
A: Tipo general
B: Tiene un plato mayor que el A. Se utiliza para trabajos más agresivos.
E y F: Iguales que A y B pero eliminando marcas y sistemas de guiado que afectan al
equilibrado Una de la principal desventaja de los conos HSK, es su sensibilidad a la presencia de partículas como viruta o lubricante. Si no se han limpiado correctamente las superficies de contacto en la operación de cambio de herramienta podrían quedar virutas en el husillo que impiden el correcto asiento del cono. También es posible que se llene de impurezas la cavidad del cono donde deben entrar las mordazas para su amarre. Esta sensibilidad a las impurezas obliga a extremar los cuidados en los cambios de herramienta. Una posible solución es soplar cada cono antes de amarrar.
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