Conformación y Mecanizado de Roscas

Conformación de Roscas

Dos aplicaciones principales: fijaciones desmontables y transformadoras de movimiento.

Diferentes formas: triangular para fijación, trapezoidal para movimiento, dientes de sierra para grandes presiones, redondeada para empalmes fuertes.

Sentido de las roscas: derecha e izquierda. Sus características son: diámetros (exterior, interior, flancos) y el paso.

Roscas normalizadas: dos sistemas, el métrico y el Whitworth. Dentro de cada sistema hay tres tipos: finas (f), medias y gruesas (g). Whitworth para tuberías, ISO para piezas comunes.

Conformación de las roscas: por arranque de material o por laminación.

Roscado en torno

Por machos o con cojinetes.

Roscado en taladradora

Interior con machos y exterior con cojinetes.

Roscado en fresadora

Se utiliza fresas de disco, de roscas o de dentado anular.

Roscado en máquina de roscar con peines

Una bancada, cabezal giratorio con avance. En el extremo se monta el peine y se fijan las piezas al portapiezas.

Roscado por laminación

Se realiza por deformación del material, presionando una serie de rodillos. Tres formas: con cojinetes de roscar a rodillos, laminadoras de roscas a rodillos y laminadoras de rosca de placas.

Rectificado de roscas

Las de precisión se rectifican con muelas de la forma de la rosca. Si es exterior, se monta sobre el plato de las garras y se gira, la muela ataca con su eje inclinado. La interior es más difícil y las muelas se desgastan con mucha facilidad.

Desgaste de las Herramientas

El desgaste produce una variación en las herramientas, disminuyendo su rendimiento. Se produce en tres partes principales:

• Superficie de desprendimiento: la más importante, se produce un cráter que aumenta con el tiempo.
• Superficie de incidencia: en forma de chaflán, aumenta en anchura.
• Desgaste en el filo: combinado con el de desprendimiento.

El desgaste de la superficie de incidencia es la zona de rozamiento directo (desgaste de abrasión). Lo ocasionan grandes velocidades y grandes secciones. Las causas son: abrasión por el material, difusión, oxidación y fatiga del material. Para evitar esto, se utilizan aceites de corte.

Ventajas de lubricar: se puede producir la misma cantidad de viruta a mayor velocidad, disminuye el rozamiento de la herramienta, la refrigera, permite aumentar la velocidad y la sección, antioxidación, limpia y arrastra las virutas.

Aceites de corte empleados

Propiedades de los aceites: lubricantes, refrigerantes, baja tensión superficial, antioxidantes y anticorrosivas. Los puros predominan las propiedades lubricantes, y los emulsionados en agua, las refrigerantes.

• Aceites puros: minerales de viscosidad 1,8 a 4,5. Minerales, vegetales y sintéticos.
• Aceites con aditivos: se le añade azufre, bisulfuro de molibdeno. Inconveniente: no utilizar en materiales no ferrosos.
• Aceites solubles: mezclados con agua. Pueden ser diluidos, medios y densos (taladrina).

Torno

Es una máquina herramienta donde la pieza se mecaniza con un movimiento de rotación y la herramienta la conforma. Los movimientos son de corte, avance y profundidad.

Componentes de un torno:

• Bancada: pieza más robusta, soporte del resto, con guías en su parte superior.
• Cabezal fijo: anclado a la izquierda, contiene el eje principal con órganos de sujeción. Gira a través de su caja de cambios y el motor.
• Cabezal móvil: en el extremo opuesto al fijo, sobre las guías. Formado por dos piezas: una sirve de soporte y arriba el contrapunto con un husillo. Se puede sustituir por otras piezas.
• Carro portaherramientas: lleva la herramienta y le comunica los movimientos de avance y penetración. Formado por tres partes: carro principal (se desliza sobre las guías), carro transversal y carro orientable.

Fresadora

Máquina con una herramienta denominada fresa, que tiene un movimiento de rotación. Los movimientos de la fresa son: corte, avance y profundidad de pasada. Alto rendimiento porque cada diente sólo toca la pieza una vez por revolución.

Componentes:

• Base: placa de apoyo de la máquina.
• Cuerpo: elemento estructural en forma de columna.
• Consola: se desliza sobre las guías verticales.
• Mesa: se fijan las piezas, con dos carros que se mueven longitudinal y transversalmente.
• Puente: pieza que soporta la herramienta.
• Eje de trabajo: montado horizontalmente, recibe el movimiento de rotación.

Sujeción de la herramienta: el eje es hueco, atravesado por una varilla que rosca en el extremo cónico y se fija con una tuerca. Montaje sobre árbol: con mango cónico, mango cilíndrico, agujero roscado, árboles portafresas.

Movimientos de la herramienta

El único movimiento es de rotación. Hay tres tipos de fresado:

• Fresado tangencial: eje de la fresa paralelo a la superficie. Inconvenientes: avances pequeños, grandes esfuerzos, mucho rozamiento, necesita más potencia, superficies no planas.
• Fresado tangencial en concordancia: horizontal, gira en el mismo sentido que el avance. Ventajas: elimina vibraciones, menor esfuerzo en los dientes, menor potencia, mejor acabado.
• Fresado frontal: eje perpendicular a la superficie. Viruta constante, mejor acabado.

Sujeción de las piezas

• Por bridas.
• Por mordazas (fijas, giratorias, sobre plato angular).
• Por mesas circulares y platos.

Cabezal divisor

Para fresar ruedas dentadas, machos, fresas, brocas. Compuesto por un eje de trabajo, un eje de mando con rueda helicoidal y tornillo sinfín. Dispone de un disco con agujeros. Tipos de división: directa de plato, de plato y tornillo sinfín, de engranajes y tornillo sinfín.

Movimientos de la pieza: transversal, longitudinal y vertical.

La fresa (herramienta): sólido de revolución con cuchillas o dientes. Partes: cuerpo, dentado, mango, periferia, diámetro.

Ángulos de las fresas: incidencia, desprendimiento, filo, hélice.

Afilado: particularidades según el tipo de fresa.

Clases de fresas

Por su dentado: dientes fresados, destalonados, postizos.

Por el número de cortes: de un corte, de dos cortes, de tres cortes.

Por su procedimiento de sujeción: mango cónico o cilíndrico, mango roscado o tornillo prisionero, montadas en el árbol.

Por su forma: cilíndricas, de disco, cónicas, de forma, compuestas.

Según sus aplicaciones: para planear, ranurar, cortar, roscar, perfilar.

Operaciones con fresadora

• Planeado
• Ranurado
• Corte
• Perfilado
• Circular
• Helicoidal
• Engranajes
• Taladrado, escariado y mandrinado
• Mortajado

Tipos de fresadoras: horizontales, verticales, universales, especiales.

Soldadura

Unir sólidamente dos piezas metálicas elevando la temperatura. Clases: heterogéneas, homogéneas y autógenas.

Soldadura eléctrica por arco

Calor producido al saltar un arco eléctrico entre dos electrodos (3500º). Funde la zona. Al contactar polos opuestos de un generador, se establece una corriente que ioniza la atmósfera.

Defectos de soldadura: falta de penetración, pegaduras, oxidaciones, quemaduras y sopladuras.

Electrodos: varilla de acero dulce recubierta. Finalidades: favorece el encendido, mejora las características, protege la soldadura, la escoria se adelanta al baño de fusión (60º-80º).

Clases de electrodos: aceros suaves, gran resistencia, recargues, aceros inoxidables, fundición, metales no férreos.

Clases según recubrimiento: ácido, básico, oxidante, rutilo.

Columna de plasma: separación de átomos en iones y electrones (ionización). Se ceba un arco (cortocircuito) entre pieza y electrodo negativo (cátodo). Electrones van al ánodo (positivo). Iones al cátodo.

Polaridad (CC): directa o negativa (CCEN), inversa o positiva (DCRP).

Polaridad inversa: baño ancho, poca penetración, mucho calor en el electrodo, decapado de óxidos.

Polaridad directa: cordones estrechos, gran penetración, menos calor, no decapado.

Corriente alterna: arco inestable.

TIG: para todo tipo de materiales, puntos y costuras. CC y CA. Inconvenientes: cebado y estabilidad del arco. Necesita generador de alta frecuencia.

Fuente de energía TIG: característica descendente (intensidad constante). Rango continuo de intensidad. Alta intensidad para espesores y material. Acero baja aleación 30-40V, Aluminio 45-50V, Cobre 75-80V, Acero Inoxidable 30-40V.

Tipos de fuente en CA: transformadores, equipos TIG CA/CC. CA para decapado y materiales delgados.

Fuentes de CA: onda sinusoidal. Arco inestable. Estabilización: impulsos de alta frecuencia, filtros, onda cuadrada.

Onda cuadrada: cambio rápido de sentido, activación óptima de semiondas, gran estabilidad. Control de balance (intensidad semiondas). Control de tiempo de semionda. Aluminio y aleaciones.

Fuentes de energía para soldadura por arco: altas intensidades (50-1500A), bajos voltajes (20-80V), CA o CC.

Clasificación: transformadores, rectificadores.

Transformadores: modifican tensión e intensidad de CA. Núcleo de hierro, dos bobinas (primaria a la red, secundaria a portaelectrodo y pieza).

Rectificadores: convierten CA en CC. Diodo. Rectificación trifásica mejor. Conexión trifásica (220/380V) o monofásica (220V).

Características: relación tensión-intensidad. Punto de funcionamiento: intersección curvas máquina y arco.

Intensidad constante: intensidad relativamente constante. Característica descendente. Intensidad cortocircuito (Icc), tensión de vacío (Vo). Facilidad de cebado. TIG y electrodo revestido. Arco estable.

Longitud del arco no afecta mucho la intensidad.