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Tipos de roscas y clasificaciones

Roscas y maquinado de alta velocidad
by

Alberto Ordoñez

on 10 April 2014

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Transcript of Tipos de roscas y clasificaciones

Procesos de maquinados usados para fomas redondas
Equipo Morado
Integranes:
Eunice Najera
Gustavo Mendoza
Alberto Ordoñez
Ernesto Ramos

Roscas
Una rosca es un hueco helicoidal construido sobre una superficie cilíndrica, con un perfil determinado y de una manera contínua y uniforme, producido al girar dicha superficie sobre su eje y desplazarse una cuchilla paralelamente al mismo.
Este tipo de mecanizado es característico de los dispositivos de sujeción, tales como: tornillos, espárragos, pernos de anclaje, tuercas, etc.
Tipo de mecanizado
Manual
MACHOS DE ROSCAR:

Se utilizan para mecanizar roscas interiores.
TERRAJAS DE ROSCAR: Son como tuercas de acero templado con unas ranuras o canales
longitudinales, de forma y dimensiones apropiadas, capaces de tallar, una rosca en un cilindro y así obtener un tornillo o varilla roscada.
No manual
ROSCADO EN EL TORNO
La operación de roscado en el torno consiste en dar a la pieza un movimiento de rotación respecto a su
eje, y a la herramienta un movimiento de traslación sincronizado con el de rotación y paralelo a la
generatriz de la rosca.
ROSCADO CON MACHO
: se dispone un macho de roscar en el contracabezal. Se utiliza para obtener
roscas interiores de pequeño diámetro.
ROSCADO CON TERRAJA: se dispone una terraja de roscar en el contracabezal o fijada al carro
portaherramientas. Se utiliza para obener roscas exteriores de pequeño diámetro.
ROSCADO CON TERRAJA DE PEINES
: similar a la terraja pero con la particularidad de que al final de la rosca, los peines se abren automáticamente para poder retroceder o retirar la pieza de una manera rápida.
En este caso la rosca se elabora de una sola pasada. Los peines pueden ser: radiales o tangenciales.
ROSCADO CON CUCHILLA:
en el portaherramientas se dispone una cuchilla cuyo perfil debe corresponder con el perfil de la rosca a mecanizar, obteniendo esta después de varias pasadas de profundidad creciente. Permite obtener roscas interiores y exteriores, cilíndricas y cónicas.
ROSCADO CON RODILLOS DE LAMINACION:
en este caso se dispone una terraja con rodillos de laminación en el contracabezal, obteniendo la superficie roscada por deformación del material, es decir, sin desprendimiento de viruta.
ROSCADO CON FRESA
ROSCADO CON FRESA DE DISCO
: la fresa se monta en un cabezal orientable que se inclina según el ángulo de la hélice de la rosca. Especialmente indicado para obtener roscas de gran longitud.
ROSCADO CON FRESA MADRE
: el roscado se realiza en una sola vuelta de la pieza con ayuda de una fresa de forma cuyos dientes reproducen los vanos entre los filetes de la rosca. Se utiliza para obtener roscas interiores y exteriores de pequeña longitud situadas en los extremos de las piezas.
ROSCADO POR LAMINACION
Es un procedimiento de roscado sin arranque de viruta, en el que la formación de los filetes se logra por deformación pldel material de la pieza. Se obtienen roscas más resistentes que las obtenidas por los procedimientos de arranque de viruta, ya que las fibras del material toman la forma del filete.
LAMINADO DE ROSCAS POR RODILLOS:
dos cilindros perfilados idénticos de ejes paralelos, que giran a la misma velocidad e igual sentido, comprimen progresivamente la pieza a roscar, la cuál, gira entre ellos sin avanzar. La fuerza de compresión necesaria para el laminado la proporciona una prensa hidráulica.
LAMINADO DE ROSCAS POR PEINES:
la acción deformadora la realizan dos piezas prismáticas
fresadas y rectificadas, denominadas peines, uno fijo y otro móvil, entre los que gira la pieza a roscar.
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.
NUCLEO: volumen ideal sobre el que se encuentra la rosca.
BASE: línea imaginaria donde el filete se apoya en el núcleo.
DIAMETRO EXTERIOR (dext): diámetro mayor de la rosca.
DIAMETRO INTERIOR (dint): diámetro menor de la rosca.
DIAMETRO MEDIO (dmed): aquel que da lugar a un ancho de filete igual al del vano.
DIAMETRO 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
una paso de 8 hilos por pulgada.
CLASIFICACION DE LAS ROSCAS
Las roscas se pueden clasificar según diferentes parámetros.
SEGÚN SU POSICION
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).
DESIGNACION DE LAS ROSCAS
El tipo de rosca se indicará en la cota con la ayuda de la designación, la cuál, viene especificada en las
normas internacionales de roscados. En general, esta designación incluye los siguientes datos: abreviatura del tipo de rosca, diámetro nominal, paso del perfil y sentido de la hélice. A esta designación se le pueden añadir indicaciones complementarias, como por ejemplo: clase de tolerancia, número de entradas, etc.
En general, las roscas son a derechas, por lo que no es necesario especificarlo en la designación del roscado; en cambio, las roscas a izquierdas deberán especificarse añadiendo la abreviatura “LH” a la designación del roscado.
Las roscas a derechas y a izquierdas de una misma pieza deberán designarse en todos los casos, distinguiéndose con las abreviaturas “RH” y “LH” respectivamente, añadidas a continuación de la designación del roscado
Maquinado de alta velocidad
CONCEPTO
Ideado por Carl Salomon [1]
entre los años 1924 y 1931, fija una idea
sorprendente: Dado un material a mecanizar, existe una velocidad crítica (5 a
10 veces la usada en mecanizado convencional), a la que la temperatura de
formación de viruta comienza a descender. La disminución es pequeña para
fundición y aceros, pero muy importante en materiales no ferrosos (Fig.1),
abriendo la posibilidad de mecanizar materiales con más de 50 HRc.
DEFINICION

Si bien no existe una definición única, se puede afirmar que:
- Se refiere al fresado combinando altas velocidades de rotación y de avance.
- Se usa para mecanizar aleaciones ligeras con alto índice de arranque de
viruta, matrices y materiales templados.
- Utiliza métodos y equipamiento de producción específicos.
- Permite el desbaste y terminación de piezas pequeñas, y la terminación en
piezas de todos los tamaños.
- Reduce las fuerzas de corte, como la cantidad de calor trasmitida a la pieza.
- Produce piezas más precisas, con mejor terminación y minimiza las rebabas.

DEFINICION
Si bien no existe una definición única, se puede afirmar que:
- Se refiere al fresado combinando altas velocidades de rotación y de avance.
- Se usa para mecanizar aleaciones ligeras con alto índice de arranque de
viruta, matrices y materiales templados.
- Utiliza métodos y equipamiento de producción específicos.
- Permite el desbaste y terminación de piezas pequeñas, y la terminación en
piezas de todos los tamaños.
- Reduce las fuerzas de corte, como la cantidad de calor trasmitida a la pieza.
- Produce piezas más precisas, con mejor terminación y minimiza las rebabas.

La Máquina-Herramienta
El MAV demanda elevada rapidez y precisión, siendo habituales
velocidades de rápido de 100 m/min y aceleraciones de 1g.
Son las máquinas basadas en motores lineales[2]
, que eliminan los
elementos de transmisión mecánica, y las de arquitectura paralela[3]
, también
llamadas Hexápodo o plataforma Stewart (Fig.2), las alternativas principales
para cumplir dichas prestaciones.

El Control Numérico

Debe ser capaz de controlar las altas velocidades y aceleraciones de los
ejes con el nivel de precisión buscado. En contorneados, las trayectorias de
herramienta se basan en la generación de puntos que se unen por
interpolación lineal. A través de la función Look-ahead, el procesador del CNC
evalúa por adelantado los cambios en los movimientos de los ejes.

Sistema Portaherramienta - Balanceo[5],[8]

El MAV requiere alta precisión de concentricidad, obtenida con conos
HSK y otras variantes.
Respecto del sistema de ajuste de la herramienta al portaherramienta,
pueden ser mecánicos, hidraúlicos o térmicos. Los dos últimos (más utilizados)
presentan una concentricidad del orden de los 0,003mm.


Los efectos negativos del desequilibrio son el fallo prematuro de los
rodamientos del husillo (Son rodamientos cerámicos), la reducción de la vida
útil de la herramienta y la seguridad de los operarios.
Para reducirlos, los portaherramientas son equilibrados en fábrica a las
rpm que exige el cliente (La norma ISO 1940/1 establece la calidad de
balanceo de cuerpos rotativos, definida mediante un número G).
Herramientas de corte

En la mayoría de las aplicaciones (80 a 90%), se usan fresas integrales
de metal duro recubiertas con Nitruro de titanio y aluminio (TiAlN) y diámetros
de 1 a 20mm. Son de punta esférica ó plana, núcleo reforzado y arista de corte
con faceta negativa (refuerzo de filo). Debe trabajarse con voladizo (longitud de
la fresa fuera de la pinza) mínimo para evitar la flexión. Las fresas con insertos
(Φ≥10mm), son utilizadas en desbaste, por su peor concentricidad.

Condiciones de corte [8]

Cuando se usan fresas esféricas, la velocidad de corte (Vc) se calcula
según el diámetro efectivo de corte De. Se mecaniza con bajas profundidades
axial ap y radial ae, debiendo el CAM asegurar un sobrematerial constante para
no exigir la fresa.
El tamaño de pieza máximo recomendado es de unos 400x400x150mm, y
la matriz debe ser poco profunda.
En la tabla I se dan condiciones de corte para fresas de MD integral
revestidas con TiAlN, en aceros templados.

Refrigeración[7]

En MAV el tiempo de contacto entre la herramienta y la viruta es tan corto
debido a la alta velocidad, que la trasferencia de calor a la fresa es pequeña,
reduciéndose la necesidad de disponer de un sistema de lubricación. Todavía,
el desarrollo de los recubrimientos, favorecen el mecanizado en seco o en
condiciones MQL (Minimal Quantity Lubricant), donde son habituales caudales
de entre 0,01 a 0,5 l/min, que inclusive disminuyen los riesgos de salud e
impacto ambiental. Lo aconsejable en MAV es aplicar aire comprimido para
evitar el re-corte de las virutas endurecidas dentro de las cavidades.
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