El Torno y el roscado

Transcripción

1 El Torno y el roscado Procedimientos para la obtención de roscas: Terrajar, Filetear y Mecanizar. Algunas personas se preguntarán si el torno sirve para algo más que para reproducir las piezas que necesitamos en nuestras maquetas. En realidad el torno es la máquina herramienta más versátil de todas, y sus aplicaciones son múltiples, sobre todo si se complementa con algún pequeño accesorio. De entre estas aplicaciones menos conocidas, hemos elegido el roscado de espárragos, pernos, orificios, etc. como tema para este texto. Esta capacidad resultará muy útil para aquellos maquetistas que construyen modelos dinámicos, ya que en ellos es habitual emplear múltiples elementos roscados, ya sea para asegurar la unión mecánica entre partes, la estanqueidad, etc. Existen varias formas de fabricar roscas, las cuales a su vez pueden ser exteriores o interiores. Para no perdernos entre tanta casuística, intentaremos dar una explicación muy estructurada. Técnicas y tipos de herramientas empleadas. La primera clasificación que tenemos que hacer es: Roscado Manual Torneado de roscas. (El fresado de roscas queda fuera del ámbito de este texto). En función del elemento que queramos roscar y de la técnica que tengamos pensado utilizar, debemos de seleccionar la herramienta adecuada: Para roscar manualmente agujeros se emplearán machos de roscar. Para roscar manualmente pernos (ejes) se emplearán terrajas. En el Torneado de roscas se utilizan herramientas de corte específicas. Machos de roscar. Su aspecto se aprecia en las fotos de este texto. Se emplean tres machos para cada diámetro, que se dividen en: Macho de tallado previo, de tallado intermedio, y de acabado. Macho de tallado previo (desbaste). Tiene una cabeza de forma cónica a lo largo de ocho o diez pasos de rosca, lo que permite introducirle fácilmente en el orificio y empezar a cortar de forma gradual. Es el primero en usarse. Macho de tallado intermedio. Tiene la cabeza achaflanada a lo largo de tres o cuatro pasos de rosca. Si el orificio es pasante, la rosca se podría terminar con él, con sólo hacerle avanzar un poco más, hasta que la parte achaflanada salga completamente por el otro extremo. Macho de acabado. Tiene la rosca completamente tallada a lo largo de toda la cabeza, y su finalidad es mejorar el acabado de la rosca. Si el orificio es ciego, será imprescindible usar el tercer

2 macho, ya que el segundo macho habrá dejado el tramo final sin tallar debido a su conicidad en la punta. Terrajas. Tienen forma de tronco de cilindro, con tres o más grandes agujeros pasantes. Estos agujeros permiten evacuar las virutas que se irán formando al trabajar, durante el cortado del metal. En el centro de la terraja se mecanizan los filos de corte, de la métrica deseada, y que definirá la herramienta. En su contorno exterior tienen además varios puntos de rebaje normalmente tres- que permiten su correcto posicionamiento en el portaterrajas (también llamado volvedor). Por su lado, el volvedor tendrá los correspondientes tornillos que encajarán en estos rebajes. En aquellas terrajas que dispongan de un corte radial completo, el ajuste de dichos tornillos permite que la terraja se abra o cierre ligeramente, modificando el diámetro de trabajo. La zona de corte tiene una entrada ligeramente cónica, para comenzar a trabajar más fácilmente, mientras que el otro lado está pensado para trabajar lo más cerca posible del punto de apoyo. Normalmente comenzaremos a roscar el eje con el tornillo de ajuste sin apretar, para trabajar con la amplitud máxima. A continuación mediremos la rosca, para ver si se ha formado correctamente o no. En caso de utilizarse machos y terrajas de diferentes fabricantes, puede ocurrir que tengamos que reajustar el diámetro de trabajo de la herramienta, y volver a repasar la rosca, así varias veces, hasta lograr el acople óptimo. Herramientas de corte específicas. Su característica más notable es que el ángulo en la cabeza de corte ha de ser el de la rosca. Según sean ISO o Whitworth, hay pequeñas diferencias ya que el ángulo empleado es: 60 Para roscas ISO. 55 Para roscas BSW (British Standard Whitworth). Su aspecto es muy similar a las cuchillas de afinado en el cilindrado. Se diferencian principalmente en el ángulo de la punta. Roscado en el torno. En el ámbito del hobby, el roscado en el torno se hace habitualmente de una de estas dos formas: Empleando la máquina herramienta como soporte de precisión para los machos o terrajas. El giro y el avance de la herramienta de roscado sigue siendo manual. Torneado de la rosca en el torno, mecanizando con una cuchilla de corte específica. De lo que hemos visto hasta ahora se deduce una amplia gama de casos que podemos estudiar: Mecanizar agujeros con el torno, ejes con terrajas manuales, agujeros con

3 machos de roscado manual, etc, etc. por lo que sólo expondremos algunos casos generales. Los demás se podrán inferir fácilmente a partir de ellos. 1- Roscar en el torno, con herramientas manuales. El uso del torno como soporte de las herramientas manuales está justificado por la gran precisión de este tipo de máquinas, que se reflejará en los resultados obtenidos. Gracias a él la terraja gira siempre en el mismo eje, que es el de la máquina. El resultado serán hilos alineados con mayor precisión respecto al eje de la pieza. Sin embargo, esta exactitud nunca será tan buena como la obtenida cuando los hilos mecanizados con el torno y una herramienta de corte específica para roscado, por lo que este método no es válido para trabajos en los que la precisión es crítica, como tornillos de avance. Además, la calidad que obtendremos en la forma de las roscas es función de la precisión de las terrajas y machos de roscar que empleemos, y por tanto no es controlable por nosotros Roscado de pernos o ejes. Siempre conlleva dos pasos: Un mecanizado previo del eje, hasta llevarlo al diámetro adecuado, seguido de un roscado mediante una herramienta manual específica (terraja). Primer paso: Mecanizado. Comenzaremos por mecanizar el extremo del perno, de forma que su diámetro sea un poco menor que el nominal de la terraja. El diámetro más conveniente se calcula con la fórmula aproximada, proporcionada por el fabricante Dormer: Diámetro Barra = Diámetro Terraja (0,1 * paso de rosca) Siendo el paso de rosca la distancia que existe entre dos crestas consecutivas de la rosca. Cuando la rosca es sencilla, caso habitual, se corresponde con lo que avanza por cada vuelta completa. Ejemplos: Para conseguir un eje roscado métrica tres y paso 0,5 (M3 x 0,5), el diámetro del perno ha de ser * 0,5 = 2,95 mm Para conseguir un eje roscado métrica seis y paso 0,75 (M6 x 0,75), el diámetro del perno ha de ser * 0,75 = 5,925 mm Otro fabricante, Blue-Master, nos da esta tabla orientativa: Rosca a fabricar Paso de la rosca Diámetro que ha de tener el perno Métrica M mm mm , , , , ,5 9, ,75 11,83

4 Nos puede sorprender que el diámetro inicial es menor que el nominal de la terraja. La explicación es que al cortar los hilos, el metal se deformará, y rellenará el espacio libre, ajustando el tamaño de la rosca. Además se reducirá al mínimo la fuerza de corte. Finalmente, conviene achaflanar el extremo de la barra con un ángulo de 45º para no cargar excesivamente los primeros filos de la terraja. Segundo paso: Roscado. Durante toda esta fase el torno ha de estar desconectado. Montaremos la terraja en un soporte específico (de precio asequible, y que incluso podemos mecanizar nosotros mismos), el cual se coloca en el contrapunto. Gracias a él, podrá avanzar en la dirección del eje de la máquina, si desalinearse (Ver las fotos de este texto). Verificaremos que la terraja queda bien ajustada en el portaterrajas. También deberemos que aplicar una buena cantidad de lubricante en la zona de corte, sobre todo al mecanizar acero. El giro se imprime de forma manual, actuando sobre el mango moleteado, o mediante un sistema de carraca. Mientras tanto, el plato de agarre ha de permanecer fijo. Otra buena opción es actuar al revés: Hacer girar el plato, y fijar el soporte. Tiene la ventaja de que el diámetro del plato siempre es mayor que el del mango del accesorio, por lo que para un mismo esfuerzo, imprimimos un mayor par de giro. Así nos costará menos esfuerzo cortar la rosca. Así iremos avanzando sobre el eje, mientras que el accesorio soporte del torno nos asegurará el correcto alineamiento de la herramienta. Durante este proceso, se debe hacer girar la terraja una vuelta y regresar hacia atrás para cortar la viruta y desalojarla. Una terraja embotada da lugar a flancos rugosos y agrietados, por lo que deberemos mantenerla libre de restos. Al llegar al final del tramo que queremos roscar es conveniente aflojar la terraja en el soporte volvedor, antes de girarla al revés para sacarla de la pieza Roscado de agujeros. Los machos de roscar también se pueden utilizar en el torno de la misma forma que las terrajas. El accesorio de roscado usado en el apartado anterior suele incluir un soporte para alojar el macho. Otras veces prevé el uso de un portabrocas. El proceso también conllevará dos pasos: Un taladrado previo con un diámetro adecuado, seguido de un roscado mediante una herramienta específica (macho de roscar). Primer paso: Taladrar. 1. Tenemos que seleccionar el tipo de broca más apropiado a cada caso, en función del material a mecanizar, la capacidad de la máquina herramienta y la refrigeración empleada. 2. El agujero que taladremos ha de ser de un diámetro muy parecido al diámetro de la rosca, aunque algo menor. Para calcular el diámetro de broca que debemos emplear, usaremos la fórmula:

5 D = Dnom - P Donde: D = Diámetro de la broca (mm) Dnom = Diámetro nominal del macho (mm) P = Paso del macho (mm) El fabricante Dormer nos da la siguiente tabla, que nos puede servir de referencia. Macho de roscar Paso de la rosca Diámetro Broca Métrica M mm mm Es decir, que para obtener una rosca interna métrica 3 (Abreviadamente M3), tenemos que taladrar con una broca de 2,5 mm de diámetro. También, para obtener una rosca interna métrica 5 (Abreviadamente M5), tenemos que taladrar con una broca de 4,2 mm de diámetro. 3. Verificar la correcta sujeción de la pieza a mecanizar, ya que la falta de rigidez del conjunto podría dañar la broca. El resultado también puede mejorarse seleccionando una más corta. 4. Taladrar según se explicó en un texto anterior. Emplear una lubricación apropiada. Con ella se garantiza un alto rendimiento, especialmente en la punta de la broca. La evacuación de la viruta durante el taladrado es esencial para garantizar un correcto procedimiento del taladrado. Segundo paso: Roscar. Durante toda esta fase el torno ha de estar desconectado. 1. Escoger el macho correcto, tanto en diámetro como en forma, según el agujero sea pasante o ciego. 2. Asegurarse de que la pieza de trabajo y el macho están firmemente sujetos en sus soportes, ya que el movimiento lateral podría causar la rotura del macho o formar roscas de mala calidad. Para crear la rosca, se debe hacer girar el macho una vuelta y regresar hacia atrás para desalojar la viruta. Así evitaremos romper el filo de corte por el empaquetado de las virutas. De esta forma iremos avanzando por el orificio, mientras que el soporte del torno nos asegurará el correcto alineamiento de la herramienta.

6 3. Pasar los tres machos en operaciones sucesivas. Algunas consideraciones. Si realizamos el taladrado previo con un diámetro demasiado pequeño. Este error obligará a la herramienta a eliminar demasiado material y provocará un calentamiento excesivo. Incluso roscando latón, éste será muy alto. Además, al ser necesario aplicar un par de giro mayor, podemos llegar a fracturar el macho. Recordar que el acero HSS para herramientas es muy duro, pero relativamente frágil. Dónde podemos adquirir brocas de diámetros tan específicos como 1,45 mm o 1,95mm que nos permitan el necesario taladrado previo? Probablemente habrá comercios dedicados a suministros industriales en nuestra ciudad. Yo particularmente compro este tipo de cosas en una Web británica, muy especializada, y que siempre me ha dado un buen servicio: En Madrid también podemos acudir a un centro comercial para torneros y matriceros, donde hay casi de todo. Sus datos son: MayMol S.A. Calle Ponferrada 12 (polígono industrial Cobo Calleja), Fuenlabrada. 2- Roscado mediante mecanizado en el torno. Necesitaremos adquirir herramientas de corte especiales para mecanizar roscas. Existen modelos especialmente concebidos para roscar exteriores y otros para interiores. El primer paso será estudiar las instrucciones de nuestro torno, ya que tendremos que cambiar el juego de engranajes y poleas, para adecuar la marcha de la máquina a este trabajo tan específico. En el roscado será la propia máquina la que hará avanzar el carro principal, de forma que la herramienta de corte esté sincronizada con el giro del perno a roscar. El mecanizado se realizará dando varias pasadas a lo largo de toda la longitud de la rosca. Cada una de ellas será de una profundidad pequeña, hasta ir alcanzando la profundidad total necesaria. Es conveniente utilizar el contracabezal para mejorar la sujeción de la pieza (y no sujetar el perno solamente con el plato de garras), ya se que evitará una posible flexión del eje, lo que redundará en la obtención de una rosca de mayor calidad. Calidad de las roscas obtenidas en cada método. Como era de esperar, no todos los métodos nos proporcionarán resultados de igual calidad. Vamos a hacer un repaso a este tema: Método totalmente manual. No considerado en este texto. Consiste en sujetar el volvedor con las dos manos, e ir girando adelante y atrás, da como resultado roscas de baja calidad, problema que se acentúa en diámetros pequeños, debido a la continua oscilación de la herramienta. Empleando el torno como soporte de precisión de machos o terrajas.

7 Si disponemos de un torno, es recomendable adquirir los accesorios específicos para roscar con él, de forma que la máquina garantice el alineamiento, y nosotros sólo tengamos que preocuparnos de girar el accesorio de roscado. En estas condiciones, la calidad de las roscas es media. Roscando mediante mecanizado en el torno. Una herramienta de corte específicamente diseñada para esta operación se encargará de mecanizar los hilos de la hélice. El proceso se realiza progresivamente, en varias pasadas, por lo que da como resultado roscas de gran calidad. Cómo seleccionar una terraja o macho de roscar, de calidad adecuada, y cómo cuidarlos? Estas herramientas pueden estar fabricadas con dos tipos de materiales: Acero al carbono, y acero extra-rápido HSS. Las herramientas de acero extra-rápido tendrán una vida mucho más larga, gracias a la dureza del material, por lo que si vamos a fabricar roscas muy a menudo, este es el material adecuado. Si por el contrario vamos a fabricar roscas muy de vez en cuando, podemos utilizar terrajas de acero al carbono, mucho más baratas. Este tipo de material es suficiente para trabajar en latón. Sobre aceros de especial dureza, como el aceros duros, acero plata, etc. solo podremos emplear herramientas HSS. El almacenamiento de los machos de roscar es especialmente delicado, ya que ha de evitarse que se puedan golpear, dañándose los filos. Una buena forma de almacenarlos es realizar una serie de taladros ciegos en un taco de madrera, en el que entren los mangos de las herramientas.