TET-300_tema 4_METODOS Y TECNICAS DE ROSCADO EN TORNO_II_23 (1).pptx

Taller

1. E.I.S.”P.D.M.” Mecánica industrial TT M -300 (Tecnología y Taller III) METODOS Y TECNICAS DE ROSCADO EN EL TORNO 1

2. INTRODUCCIÓN METODOS Y TECNICAS DE ROSCADO EN EL TORNO 2 Las modernas herramientas para roscado son capaces de generar características complejas de una pieza con relativa facilidad, pero para obtener resultados homogéneos se deben tener en cuenta una serie de cuestiones. El roscado con las herramientas modernas para el roscado, dan mejores resultados, junto con información de aplicaciones en profundidad, recomendaciones para la resolución de problemas y, referencia técnica, con el objeto de abarcar todas sus necesidades relativas al mecanizado de roscas.

3. INTRODUCCIÓN 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 contra cabezal. Se utiliza para obtener roscas interiores de pequeño diámetro. ROSCADO CON TERRAJA : se dispone una terraja de roscar en el contra cabezal o fijada al carro portaherramientas. Se utiliza para obtener roscas exteriores de pequeño diámetro. METODOS Y TECNICAS DE ROSCADO EN EL TORNO 3

4. INTRODUCCIÓN 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. METODOS Y TECNICAS DE ROSCADO EN EL TORNO T . Ma m an i 4

5. INTRODUCCIÓN 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. METODOS Y TECNICAS DE ROSCADO EN EL TORNO 5

6. INTRODUCCIÓN 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 del 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 LAMINADO DE ROSCAS POR PEINES 6 METODOS Y TECNICAS DE ROSCADO EN EL TORNO

7. INTRODUCCIÓN 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. METODOS Y TECNICAS DE ROSCADO EN EL TORNO 7

8. INTRODUCCIÓN DIAMETRO EXTERIOR (d ext ): diámetro mayor de la rosca. DIAMETRO INTERIOR (d int ): diámetro menor de la rosca. DIAMETRO MEDIO (d med ): 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. 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. METODOS Y TECNICAS DE ROSCADO EN EL TORNO 8

9. CLASIFICACION DE LAS ROSCAS Las roscas pueden agruparse de acuerdo con diversos parámetros. En el siguiente gráfico presentamos una clasificación basada en los parámetros que figuran en la primera columna. 9 METODOS Y TECNICAS DE ROSCADO EN EL TORNO

10. CLASIFICACION DE LAS ROSCAS REPRESENTACION, ACOTACION Y CALCULOS EN EL ROSCADO 10

11. CLASIFICACION DE LAS ROSCAS METODOS Y TECNICAS DE ROSCADO EN EL TORNO 11

12. DESIGNACION DE ROSCAS Normas internacionales Para asegurarse de que las dos mitades (interior y exterior) de una conexión roscada se ajustan adecuadamente entre sí, de forma que la conexión sea capaz de soportar una carga específica, las roscas deben atenerse a ciertas normas. Por lo tanto, existen ciertas normas internacionales establecidas para los perfiles de rosca de todos los tipos de rosca más comunes. A continuación se ilustran ejemplos de designación de roscas según los sistemas Métrico , UN y Whitworth . Designación de roscas métricas ISO La designación completa de la rosca consta de valores para el perfil de la rosca y para la tolerancia. La tolerancia se expresa mediante un número que corresponde a la calidad, mientras que a la posición de la tolerancia se le asignan una letra. METODOS Y TECNICAS DE ROSCADO EN EL TORNO 12

13. METODOS Y TECNICAS DE ROSCADO EN EL TORNO DESIGNACION DE ROSCAS 13

14. DESIGNACION DE ROSCAS Posiciones de tolerancia La posición de tolerancia identifica la desviación fundamental y viene indicada mediante una letra mayúscula para las roscas interiores y mediante una letra minúscula para las roscas exteriores. La combinación de la calidad y la posición de tolerancia dan como resultado la clase de tolerancia. Los valores de las clases de tolerancia se facilitan en la norma de cada sistema de roscas. METODOS Y TECNICAS DE ROSCADO EN EL TORNO 14

15. DESIGNACION DE ROSCAS Roscas ISO en pulgadas (UNC, UNF, UNEF, UN) El sistema UN distingue tres clases de tolerancia, que van de 1 (amplia) a 3 (estrecha). Una rosca UN típica se designa de la siguiente manera: METODOS Y TECNICAS DE ROSCADO EN EL TORNO 15

16. DESIGNACION DE ROSCAS Tipos de rosca UN UNC diámetro de rosca con paso amplio UNF diámetro de rosca con paso fino UNEF diámetro de rosca con paso extrafino UN diámetro de rosca con paso constante El valor del paso se indica en h.p.p. (hilos por pulgada). Para convertir este valor al sistema métrico, se debe dividir por 25.4 según la siguiente ecuación: METODOS Y TECNICAS DE ROSCADO EN EL TORNO 16

17. DESIGNACION DE ROSCAS Las roscas para tornillo Whitworth están obsoletas en la actualidad; sin embargo las roscas para tubería Whitworth constituyen una norma internacionalmente reconocida. Para las roscas de tubería Whitworth existen dos clases de tolerancia en el caso de rosca exterior y una clase en el caso de rosca interior. Designación de roscas de tubería Whitworth Estas roscas se dividen en dos grupos: Uniones estancas a la presión no en la rosca, ISO 228/1 Uniones estancas a la presión en la rosca, ISO 7/1 METODOS Y TECNICAS DE ROSCADO EN EL TORNO 17 Roscas Whitworth (G, R, BSW, BSF, BSPF)

18. METODOS Y TECNICAS DE ROSCADO EN EL TORNO 18

19. Métodos de roscado Para generar roscas de tornillo existen diversos métodos y aplicaciones. La elección de la aplicación se basa en el tiempo necesario para generar la rosca con el nivel de precisión necesario. Dentro del sector del corte de metal, los métodos de roscado habituales son el torneado de roscas, el fresado de roscas y el roscado con macho co herramientas de corte de metal duro. El diseño del componente y de la maquina herramienta son los factores principales que influyen en la elección de la técnica usada; en este sentido, existen una serie de factores importantes que se deben considerar para obtener resultados óptimos. 19 METODOS Y TECNICAS DE ROSCADO EN EL TORNO

20. DESIGNACION DE ROSCAS Métodos de roscado METODOS Y TECNICAS DE ROSCADO EN EL TORNO 20

21. Torneado de roscas Suele ser el método mas productivo para mecanizar roscas. Cubre la mayor parte de perfiles. Es un proceso de mecanizado sencillo y reconocido. Mejor acabado superficial. Se puede utilizar para agujeros profundos con barras antivibratorias. Fresado de roscas El corte intermitente ofrece buen control de viruta en materiales de viruta larga. Roscado de piezas estáticas. Fuerzas de corte mas reducidas que permiten roscar con gran voladizo y en piezas de paredes delgadas. Permite mecanizar roscas muy cerca de la escuadra o de la base. METODOS Y TECNICAS DE ROSCADO EN EL TORNO 21

22. Es necesario tener en cuenta tres aspectos a la hora de determinar el mejor método y la mejor solución en herramientas para mecanizar una rosca: 1. Elección del perfil de la rosca 2. material, forma y cantidad de roscas Consideraciones iniciales 1. Características de la pieza: la rosca Analizar las dimensiones y exigencias de calidad de la rosca; el perfil y el paso son los parámetros principales: Rosca exterior o interior Perfil de rosca (métrica, UN, etc.) Paso de rosca Rosca a derecha o a izquierda Numero de entradas Tolerancia (perfil, posición) METODOS Y TECNICAS DE ROSCADO EN EL TORNO ELECCIÓN DEL MÉTODO DE ROSCADO 22

23. ELECCIÓN DEL MÉTODO DE ROSCADO 2. La pieza Después de analizar las características de la rosca, es el momento de observar la pieza: Es posible fijar la pieza con seguridad? Dificultad para evacuar la viruta? El material tiene buenas cualidades de rotura de viruta? Volumen de la serie de piezas. La producción en serie de roscas puede justificar el uso de una herramienta optimizada para maximizar la productividad. Rosca sencilla o múltiple. METODOS Y TECNICAS DE ROSCADO EN EL TORNO 23

24. ELECCIÓN DEL MÉTODO DE ROSCADO 3. La máquina Para finalizar, algunas consideraciones importantes sobre la maquina: Estabilidad, potencia y par torsor, especialmente para diámetros grandes Sujeción de la pieza Posición de la herramienta (la posición invertida puede facilitar la evacuación de viruta) El ciclo de rosca debe ser fácil de programar Fluido de corte y refrigerante METODOS Y TECNICAS DE ROSCADO EN EL TORNO 24

25. Elección del método: ejemplo Calidad elevada y uniforme Mínimo inventario de herramientas Alta pr o d u ctivi d ad para producción en serie Roscado: tres a l ter n ativ a s básicas METODOS Y TECNICAS DE ROSCADO EN EL TORNO 25

26. Geometrías de plaquita de corte METODOS Y TECNICAS DE ROSCADO EN EL TORNO Forma de la plaquita S e debe seleccionar el ángulo de la punta más amplio posible para que tenga la mayor resistencia y fiabilidad. Un ángulo de punta grande es resistente, pero necesita más potencia de máquina y presenta mayor tendencia a la vibración. Mientras que un ángulo de la punta pequeño es más débil y el filo tiene poco empañe, lo que puede hacer que sea más sensible al calor. La geometría de la pieza a fabricar también influye en la forma de la plaquita . 26 Numero de filos E stos vienen determinados por la geometría de la plaquita y si esta es positiva o negativa (ángulo de incidencia).

27. Geometrías de plaquita de corte METODOS Y TECNICAS DE ROSCADO EN EL TORNO Profundidad de corte E ste factor también viene determinado por la geometría de la plaquita. La profundidad del corte influye en la velocidad de eliminación de material, el número de cortes necesarios, la rotura de la viruta y la potencia requerida. También debemos tener en cuenta que si variamos el ángulo de posición, la longitud de corte ya no nos coincidirá con la profundidad (porque tiene un ángulo). 27

28. Geometrías de plaquita de corte METODOS Y TECNICAS DE ROSCADO EN EL TORNO Radio de la punta E s un factor clave para las operaciones de torneado. Depende de la profundidad de corte y del avance e influye sobre el acabado superficial, la rotura de la viruta y la resistencia de la plaquita. Como norma general la profundidad de corte no debe ser inferior a 2/3 del radio de la punta ni el avance inferior a 1/2 del radio de la punta. Radio pequeño : ideal para profundidad de corte reducida, reduce la vibración y la plaquita se vuelve menos resistente. Radio grande : velocidad de avance pesada, profundidad de corte amplia, filo más resistente y se incrementan las fuerzas radiales. En las operaciones de torneado, el acabado superficial viene influido directamente por la combinación del radio de punta y la velocidad de avance. 28

29. Geometrías de plaquita de corte METODOS Y TECNICAS DE ROSCADO EN EL TORNO Radio de la punta En las placas convencionales tenemos un solo radio que varía entre 0.1 y 2.4 mm y el acabado superficial está directamente relacionado con el avance: Pero también existen plaquitas que permiten una alta calidad de acabado. Estas plaquitas se denominan Wiper. Tienen la punta modificada con varios radios distintos (entre 3 y 9). De esta forma se incrementa la longitud de empañe de la plaquita y tiene un efecto positivo sobre la velocidad de avance y el acabado. Por lo tanto con estas plaquitas podemos ir al doble de avance y conservar el acabado superficial o ir al mismo avance y obtendremos un acabado superficial el doble de bueno. 29

30. Geometrías de plaquita de corte METODOS Y TECNICAS DE ROSCADO EN EL TORNO Formación de la viruta El control de la viruta es uno de los factores claves en torneado y normalmente se rompe por alguno de estos motivos: Rotura espontánea (por ejemplo en piezas de fundición) Rotura al golpear contra la herramienta Rotura al golpear contra la pieza Tenemos operaciones que se pueden clasificar en: Desbaste (combinación de elevadas profundidades de corte y elevadas velocidades de avance), Mecanizado medio (amplia gama de combinaciones de profundidad de corte y velocidades de avance), y Acabado (profundidades de corte ligeras y avances bajos). La calidad de la plaquita se selecciona principalmente en función del material de la pieza, del tipo de aplicación y de las condiciones de mecanizado. 30

31. Geomet r ías de plaquita para roscar METODOS Y TECNICAS DE ROSCADO EN EL TORNO 31

32. Geometrías de plaquita para roscar En el roscado es importante seleccionar una geometría de plaquita correcta, especialmente en maquinas con supervisión limitada. Geometría A ofrece una duración de la herramienta y una calidad homogéneas, por lo que constituye la primera elección en muchas aplicaciones, Geometría F es mas aguda, lo que reduce las fuerzas de corte. Geometría C formadora de virutas permite mecanizar de forma continua y sin supervisión, y sin miedo a paradas repentinas. El resultado es una vida previsible de la herramienta y un METODOS Y TECNICAS DE ROSCADO EN EL TORNO mayor tiempo activo de mecanizado. 32

33. Penetración de la herramienta El método de penetración marca el modo de aplicación de la plaquita a la pieza para generar la forma de rosca. Los tres métodos normales de penetración son: En flanco modificada, Radial e Incremental. El método de penetración utilizado en el roscado tiene un efecto directo en las siguientes características: Control de virutas, Calidad de la rosca, Desgaste de la herramienta, y Duración de la herramienta. METODOS Y TECNICAS DE ROSCADO EN EL TORNO 33

34. Penetración de la herramienta PENETRACIÓN EN FLANCO MODIFICADA Tiene muchas ventajas respecto a la penetración radial; La mayor parte de las maquinas CNC están preprogramadas para este método, el cual esta modificado (inclinado) ligeramente para evitar que el filo de la plaquita roce sobre la superficie del componente. Recomendada para todo tipo de operación y plaquita. La viruta se forma o se guía mas fácilmente en comparación con la penetración radial. La viruta es mas gruesa, pero se genera únicamente en un lado de la plaquita, lo que facilita el corte. Se necesitan menos pasadas que con la penetración radial, ya que se transfiere menos calor a la plaquita. Se puede utilizar en ambos flancos de la rosca (flancos opuestos) para guiar a la viruta en la mejor dirección. Para roscas largas y para eliminar problemas de vibración. En las geometrías A y F se debe usar un Angulo de penetración de 3- 5°. Para la geometría C se debe usar un ángulo de penetración de 1°. METODOS Y TECNICAS DE ROSCADO EN EL TORNO 34

35. Penetración de la herramienta PENETRACIÓN RADIAL El método de penetración mas utilizado, ya que es el único posible en muchos tornos de tipo mecánico. Produce una viruta rígida y con perfil en V, de difícil formación. El desgaste de la plaquita es uniforme en ambos flancos. Método adecuado para pasos finos. La punta de la plaquita esta sometida a altas temperaturas, lo que limita la profundidad de penetración. Riesgo de vibración y de deficiente control de viruta en pasos grandes. METODOS Y TECNICAS DE ROSCADO EN EL TORNO 35

36. Penetración de la herramienta Penetración incremental: Para pasos mayores de 5 mm (5 h.p.p.). Este tipo de penetración es la primera elección para perfiles de rosca grandes. Desgaste homogéneo de la plaquita y larga duración de la herramienta. Se deben utilizar las geometrias A y F. Se necesita un programa especial en maquina CNC . METODOS Y TECNICAS DE ROSCADO EN EL TORNO 36

37. Penetración de la herramienta 37 Buen control de viruta en el torneado de roscas El roscado puede plantear problemas en las maquinas bajo supervisión limitada. Las virutas pueden quedar atrapadas en los platos, lo que con frecuencia produce danos en la herramienta y perdida de tiempo de mecanizado. Para evitar estos problemas y conseguir el mejor control de viruta posible, utilice la penetración en flanco modificada, junto con una plaquita con geometría C (control de viruta). Penetración de flanco opuesto Con este tipo de penetración, la plaquita puede utilizar ambos flancos para el corte (flancos opuestos), lo que permite guiar la viruta en la dirección deseada. De esta manera se consigue un mecanizado continuo, sin problemas y sin paradas imprevistas. METODOS Y TECNICAS DE ROSCADO EN EL TORNO

38. Penet r a c ión de la her r ami e nta METODOS Y TECNICAS DE ROSCADO EN EL TORNO 38

39. Profundidad de penetración por pasada Profundidad decreciente por pasada (sección de viruta constante). Primera elección, la mas habitual. La primera pasada es la mas profunda. Sección de viruta mas equilibrada. Carga uniforme sobre la plaquita. Ultima pasada de 0.07 mm (.003 pulg.). Profundidad constante por pasada Cada pasada tiene la misma profundidad, independientemente del numero de pasadas. Mas exigente con la plaquita. Puede mejorar el control de viruta. Aumenta el numero de pasadas necesarias. No se debe utilizar para pasos mayores de 1.5 mm o 16 h.p.p. Método menos productivo. METODOS Y TECNICAS DE ROSCADO EN EL TORNO 39

40. Número de pasadas y profundidad por pasada Las profundidades de corte recomendadas para las distintas pasadas se muestran en la siguiente tabla. Se trata de valores iniciales recomendados; el numero de pasadas mas adecuado se debe determinar en la practica. Se evitaran las penetraciones inferiores a 0,05 mm (0,002 pulg.). En el caso de las plaquitas con punta de nitruro de boro cubico, la penetración no debe superar 0,10-0,12 mm (0,004-0,005 pulg.). En el caso de las plaquitas multi-diente es imprescindible utilizar las recomendaciones de penetración correctas. METODOS Y TECNICAS DE ROSCADO EN EL TORNO 40

41. REPRESENTACION, ACOTACION Y CALCULOS EN EL ROSCADO R e come n da c io nes de valores de penetración 41

42. REPRESENTACION, ACOTACION Y CALCULOS EN EL ROSCADO valores orientativos para el mecanizado de roscas métricas interiores y exteriores en acero, con penetración radial. 42

43. CLASIFICACION DE LAS PLAQUITAS DE METAL DURO 43

44. CLASIFICACION DE LAS PLAQUITAS DE METAL DURO 44

45. MATERIALES PARA HERRAMIENTAS Requisitos y características Clasificación Aceros de herramientas Aceros al carbono Aceros rápidos Aceros recubiertos Metales duros Clasificación ISO de los materiales de corte duros Componentes químicos y aleaciones de los metales duros Aplicaciones y refrigerantes para metales duros. Cerámicas Clasificación ISO de los materiales de corte cerámicos, Componentes químicos y aleaciones de los metales cerámicos. Aplicaciones y refrigerantes para herramientas cerámicos. 4. Nitruros 5 . “W I DI A ” 6. Diamante Clasificación ISO de los materiales de corte a base de nitruros, Componentes químicos y aleaciones de los nirtruros para corte de metales Aplicaciones y refrigerantes para herramientas de corte a base de nitruro Características Componentes químicos de las “WIDIA”, Aplicaciones en los trabajos de corte de metales Características Componentes químicos de los diamantes, Aplicaciones en los trabajos de corte de metales. 7. Se requiere roscar roscas en torno con pasos de 1.5, 2, 2.5, 3 y 3.5 mm. De acuerdo a las tablas adjuntas para ello, anote la cantidad de pasadas y los valores de cada una de las pasadas. METODOS Y TECNICAS DE ROSCADO EN EL TORNO 45