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El maquinado de piezas con superficies cónicas está ligado a la formación del cono, para el cual son características las dimensiones siguientes: (fig. 8.1): Los diámetros menor (d) y mayor (D) y la distancia (I) entre los planos, en los cuales se encuentran circunferencias con diámetros D y d. El ángulo α que como se indicó anteriormente es llamado ángulo de inclinación del cono y el ángulo 2 α, ángulo del cono.
Procedimientos Empleados para Mecanizar Superficies Cónicas
Al maquinar árboles, con frecuencia nos encontramos con transiciones de forma cónica entre las superficies a trabajar. Si la longitud del cono no supera los 50 mm, éste se puede tornear con una cuchilla ancha fig. 8.2. El ángulo de ataque del filo de la cuchilla ha de corresponder al de inclinación del cono de la pieza que se desea mecanizar. A la cuchilla se le comunica un avance en dirección transversal o longitudinal.
Para disminuir la alteración de la generatriz de la superficie cónica y reducir la desviación del ángulo de inclinación del cono hay que colocar el filo de la cuchilla a la altura del eje de rotación de la pieza que se desea trabajar.
Debe tomarse en consideración que durante el maquinado del cono con una cuchilla, cuyo filo tiene una longitud superior a 10…15 mm, pueden surgir vibraciones de un nivel tanto más alto, cuanto más grandes sean la longitud de la pieza que se trabaja, menores su diámetro y el ángulo de inclinación del cono, más cerca esté ubicado el cono hacia la mitad de la pieza, mayor se la salida de la cuchilla y menor la solidez de su fijación. A consecuencia de las vibraciones, en la superficie que se mecaniza surgen huellas y empeora su calidad. Al tornear piezas rígidas con una cuchilla ancha, pueden no producirse vibraciones, pero en este caso resulta posible el desplazamiento de la cuchilla bajo la acción de la componente radial de la fuerza cortante, lo cual altera el ajuste de la cuchilla para el ángulo requerido de inclinación. El desplazamiento de la cuchilla depende del régimen de mecanizado y de la dirección del avance.
Las superficies cónicas con inclinaciones grandes pueden mecanizarse girando el carrillo superior del carro con el portaherramientas (fig. 8.3) a un ángulo α igual al de inclinación del cono que se elabora. El avance de la cuchilla se opera a mano (mediante la manivela de desplazamiento del carrillo superior), lo cual es un defecto de este procedimiento, puesto que la irregularidad del avance manual conduce al aumento de la rugosidad en la superficie labrada. De acuerdo con el procedimiento indicado se mecanizan las superficies cónicas, cuya longitud es conmensurable con la de la carrera del carrillo superior.
Las superficies cónicas de grandes longitudes con α = 8…10° pueden ser maquinadas desplazando el cabezal móvil (fig. 8.4) a una magnitud h = L* sen α. Si los ángulos son pequeños, sen α ≈ tg α y h≈ L(D-d)/2l. Si L=l, entonces h = (D-d)/2.
La magnitud a la que se desplaza el cabezal móvil se determina por una escala grabada en el tope de la placa de apoyo, por el lado del volante, y una raya en el tope del cuerpo del cabezal móvil. El valor de una división de la escala, de ordinario, es igual a 1 mm. En ausencia de la escala sobre la placa de apoyo, la magnitud del desplazamiento del cabezal móvil se calcula por una regla aplicada a la placa de apoyo.
Los procedimientos utilizados para controlar el desplazamiento del cabezal móvil se exponen en la fig. 8.5. En el portaherramientas se fija un limitador de carrera (fig. 8.5, a) o un indicador (fig. 8.5 b). Como limitador de carrera puede usarse la parte trasera de la cuchilla.
El limitador de carrera o indicador se acerca al husillo de la contrapunta del cabezal móvil, se fija su posición de partida por el limbo de la manivela de avance transversal o la aguja del indicador y luego se aparta. El cabezal móvil se desplaza a una magnitud superior a h, mientras que el limitador de carrera o indicador se mueve (valiéndose de la manivela de avance transversal) a la magnitud h a partir d la posición inicial. Luego el cabezal móvil se desplaza al encuentro del limitador de carrerra o del indicador comprobando su posición por la manecilla del indicador o por la fuerza con que está apretada una tira de papel entre el limitador de carrera y el husillo de la contrapunta.
La posición del cabezal móvil para mecanizar una superficie cónica puede determinarse según la pieza acabada. Ésta (o la muestra) se coloca entre las puntas de la máquina herramienta y el cabezal móvil se desplaza hasta que la generatriz de la superficie cónica resulte paralela al desplazamiento longitudinal del carro. Para esto, el indicador se monta en el portaherramientas , se acerca a la pieza hasta entrar en contacto y se desplaza (por el carro) a lo largo de la generatriz de la pieza. El cabezal móvil se desplaza hasta que las desviaciones de la aguja del indicador sean mínimas, después de lo cual se fija.
Para asegurar igual conicidad de una partida de piezas que se trabajan por este procedimiento, es preciso que las dimensiones de las piezas y de sus agujeros de centrado tengan unas desviaciones insignificantes. Puesto que el desplazamiento de las puntas de la máquina herramienta provoca desgaste de los agujeros de centrado de las piezas que se maquinan, se recomienda mecanizar primero las superficies cónicas, luego corregir los agujeros de centrado y después de esto llevar a cabo el maquinado fino definitivo. Para reducir el ensanche por golpeteo de los agujeros de centrado y el desgaste de las puntas, es conveniente fabricar estas últimas con los vértices redondeados.
También está muy difundido el maquinado de las superficies cónicas con dispositivos copiadores. En la bancada de la máquina se fija la placa 1 (fig 8.6 a) con la regla copiadora 2, por lo cual se desplaza el cursor 5 unido al carro 6 de la máquina herramienta por medio del tirante 7 con el sujetador 8. Para conseguir el movimiento transversal libre del carro es necesario desconectar el tornillo del avance transversal, Durante el desplazamiento longitudinal del carro 6 la cuchilla adquiere ambos movimientos: el longitudinal a partir del carro y el transversal a partir de la regla copiadora 2. La magnitud del desplazamiento transversal depende del ángulo de giro de la regla copiadora 2 respecto al eje 3. El ángulo de giro de la regla de determina por las divisiones trazadas en la placa 1; la regla se fija mediante los pernos 4. El avance de la cuchilla hasta la profundidad de corte se opera con la manivela de movimiento del carrillo superior del carro.
El maquinado de la superficie cónica 4 (fig. 8.6, b) se realiza con la plantilla copiadora 3 instalada en el husillo de la contrapunta del cabezal móvil o en el cabezal revólver de la máquina. En el portaherramientas del carro transversal se monta el dispositivo 1 con el rodillo copiador 2 y una cuchilla normal puntiaguda. Durante el desplazamiento transversal del carro, el rodillo copiador 2 recibe un desplazamiento longitudinal que corresponde al perfil de la plantilla copiadora 3 y que se transmite (a través del dispositivo 1) a la cuchilla. Las superficies cónicas exteriores se mecanizan con cuchillas normales y las interiores, con las de torneado interior.
Para obtener un orificio cónico en un material macizo (fig 8.7), la pieza bruta se mecaniza previamente (se taladra, se mandrina) y luego se labra definitivamente (se escaria).
El escariado se ejecuta sucesivamente con un juego de escariadores cónicos (fig. 8.8). El diámetro del orificio taladrado previamente es en 0,5…1mm menor que el de entrada del escariador. Las formas de los filos y el trabajo de los escariadores son los siguientes:
Los filos del escariador desbastador (fig. 8.8, a) tienen forma escalonada; el escariador semiacabador (fig. 8.8 b) elimina rugosidades dejadas por el escariador desbastador; el escariador acabador (fig, 8.8 c) tiene filos continuos en toda su longitud y calibra el orificio.
Si necesita obtener un orificio cónico de alta precisión, antes de escariarlo, se mecaniza con una broca avellanadota cónica, para lo cual en el material macizo se perfora un orificio en 0,5 mm menor que el diámetro del cono, y luego se aplica la broca avellanadota. A fin de disminuir el sobreespesor para el avellanado, a veces se usan brocas escalonadas de diferente diámetro.
Maquinado de agujeros de centrado
En piezas como los árboles con frecuencia resulta necesario practicar agujeros de centrado que después se emplean para el maquinado ulterior de la pieza y para su restauración durante la explotación. Por eso, el centrado se ejecuta con esmero especial. Los agujeros de centrado del árbol han de encontrarse sobre un mismo eje y tener iguales dimensiones en ambos topes, independientemente de los diámetros de los muñones terminales del árbol.
Si no se cumplen estos requerimientos, se reduce la precisión del maquinado y aumenta el desgaste de las puntas y de los agujeros de centrado.
La configuración de los agujeros de centrado se aduce en la fig. 8.9; sus dimensiones se dan en la tabla 5. Con mayor frecuencia los agujeros de centrado tienen el ángulo del cono igual a 60°.
Tabla 5.
| Diámetro de la pieza a trabajar | Diámetro mínimo del muñón terminal del árbol Do mm. | d | Z; D, no más de | L, no menos de | α |
| Más de 6, hasta 10 | 6,5 | 1,5 | 4 | 1,8 | 0,6 |
| Más de 10, hasta 18 | 8 | 2,0 | 5 | 2,4 | 0,8 |
| Más de 18 hasta 30 | 10 | 2,5 | 6 | 3 | 0,8 |
| Más de 30 hasta 50 | 12 | 3 | 7,5 | 3,6 | 1 |
| Más de 50 hasta 80 | 15 | 4 | 10 | 4,8 | 1,2 |
| Más de 80 hasta 120 | 20 | 5 | 12,5 | 6 | 1,5 |
Observación: por diámetro nominal del agujero de centrado se adopta convencionalmente la dimensional d.
A veces, en árboles pesados este ángulo se aumenta hasta 75 ó 90°. Para que el vértice de la punta no entre en contacto co la pieza, en los agujeros de centrado se practican cavidades cilíndricas con un diámetro d (fig. 8.9).
Para preservar contra el deterioro los agujeros de centrado de uso reiterado éstos tienen un bisel protector con un ángulo de 120° (fig. 8.9 b).
La fig. 8.10 muestra cómo se desgasta la punta fija de la máquina herramienta cuando el agujero de centrado está ejecutado incorrectamente en la pieza bruta. Si hay falta de coaxialidad a entre los agujeros de centrado y falta de coaxialidad b entre las puntas (fig. 8.11), durante el maquinado la pieza se ajusta con un ladeo, lo cual provoca errores
considerables en la forma de la superficie exterior de la pieza.
Los agujeros de centrado en piezas brutas pequeñas se practican aplicando diferentes procedimientos.
La pieza se fija en el plano autocentrador y en el husillo de la contrapunta del cabezal móvil se coloca el mandril portabrocas con la herramienta centradora. Los agujeros de centrado con diámetros de 1,5…5mm se mecanizan con brocas centradoras combinadas sin bisel protector (fig. 8.12,d) o con éste (fig. 8.12, e). Los agujeros de centrado de grandes dimensiones primero se taladran con una broca cilíndrica (fig. 8.12, a) y luego, con un avellanador de un solo diente (fig. 8.12, b) o de dientes múltiples (fig. 8.12, c).
Los agujeros de centrado se hacen, girando la pieza bruta; el avance de la herramienta centradora se realiza a mano (accionando el volante del cabezal móvil). El tope en el que se elabora el agujero de centrado, se refrenta previamente con una cuchilla.
La dimensión requerida del agujero de centrado se determina por la penetración de la herramienta centradora, guiándose por el limbo en el volante del cabezal móvil o por la escala del husillo de la contrapunta. Para asegurar la coaxialidad de los agujeros de centrado, la pieza se traza previamente y al centrarla se mantiene con ayuda de una luneta.
Los agujeros de centrado se trazan valiéndose de la escuadra de trazado (fig. 8.13, a) Las clavijas 1 y 2 están dispuestas a distancias iguales respecto del borde AA de la escuadra. Aplicando la escuadra sobre el tope y apretando las clavijas contra el muñón del árbol, se traza una raya en el tope del árbol a lo largo del borde AA y después de girar la escuadra a 60…90° se traza la raya siguiente, etc. La intersección de varias rayas determinará la posición del agujero de centrado en el tope del árbol. Para el trazado se puede utilizar también la escuadra mostrada en la fig. 8.13 b.
Después del trazado se hace el graneteado del agujero. Si el diámetro del muñón del árbol no supera los 40 mm, el graneteado del agujero se puede hacer con el dispositivo mostrado en la fig. 8.14 sin el trazado previo.
El cuerpo 1 del dispositivo se monta con la mano izquierda sobre el tope del árbol 3 y, con un golpe del martillo sobre el granete 2, se marca el centro del agujero.
Si durante el trabajo las superficies cónicas de los agujeros de centrado se deterioran o desgastan irregularmente, se permite corregirlas con una cuchilla; en este caso la carretilla superior del carro se hace girar al ángulo del cono.
El torneado cónico consiste en ejecutar sólidos de revolución cuyas generatrices no son paralelas. Los métodos empleados pueden diferir según la abertura de la conicidad.
Los conos se usan en las máquinas por su capacidad para alinear y sujetar partes de la misma y para realinearlas cuando se ensamblan y se desensamblan repetidas veces.
El cono es un cuerpo de revolución, cuyo diámetro va disminuyendo de modo continuo; esta disminución de diámetro se llama conicidad. (fig.1) Se denomina Conicidad al cociente entre la diferencia de los diámetros y la longitud., por ejemplo, una conicidad de I:15 significa que en cada 15 mm. de altura, el diámetro disminuye I mm. Si D y d son los diámetros extremos se tendrá:
Conicidad = (D – d)/I
Este valor puede referirse a la longitud de 100 mm para una conicidad porcentual y puede escribirse así:
Conicidad = 0.003 ó 3/100 ó 3%
Conociendo los diámetros y la Conicidad, puede calcularse la altura del cono.
Si se conoce el diámetro mayor, la altura del cono y la Conicidad, se puede hallar el diámetro menor del modo siguiente:
Cuando un cono tiene una conicidad ligera, como el cono Morse que tiene una conicidad de alrededor de 5/8 de pulgada por pie, se dice que es un cono de auto sujeción, porque se sostiene y es arrastrado por la fricción. Una conicidad fuerte, como la de un cono de liberación rápida de 3 ½ pulgadas por pie, y que es del tipo que más se emplea en las fresadoras, debe sujetarse en su posición con un tornillo de arrastre.
En una pieza cónica se llama inclinación o pendiente el cociente de dividir la diferencia de radios por la longitud.
Es lo que en trigonometría se llama tangente del arco comprendido. También este valor puede darse percentual, refiriéndolo a 100 mm de longitud; entonces puede escribirse así:
Inclinación = 0.015 ó 1.5 / 100 ó 1.5 %
α es el ángulo de inclinación, que vale la mitad del ángulo en el vértice del cono.
Tabla que da el semi ángulo en el vértice, en función de la inclinación percentual
| Inclinación % | α | Inclina- ción% | α | Inclina- ción% | α | Inclina- ción% | Α |
| 1 | 0°34´27” | 26 | 14°34´27” | 51 | 27°1´17” | 76 | 37° 14´5” |
| 2 | 1 8 45 | 27 | 15 6 34 | 52 | 27 28 27 | 77 | 37 35 46 |
| 3 | 1 43 6 | 28 | 15 38 31 | 53 | 27 55 24 | 78 | 37 57 15 |
| 4 | 2 17 26 | 29 | 16 10 19 | 54 | 28 22 8 | 79 | 38 18 31 |
| 5 | 2 51 45 | 30 | 16 41 58 | 55 | 28 48 39 | 80 | 38 39 35 |
| 6 | 3 26 2 | 31 | 17 13 24 | 56 | 29 14 55 | 81 | 39 0 26 |
| 7 | 4 0 14 | 32 | 17 44 41 | 57 | 29 41 0 | 82 | 39 21 6 |
| 8 | 4 34 26 | 33 | 18 15 47 | 58 | 30 6 49 | 83 | 39 41 33 |
| 9 | 5 8 34 | 34 | 18 46 41 | 59 | 30 22 26 | 84 | 40 1 48 |
| 10 | 5 42 38 | 35 | 19 17 23 | 60 | 30 57 49 | 85 | 40 21 52 |
| 11 | 6 16 38 | 36 | 19 47 56 | 61 | 31 23 0 | 86 | 40 41 43 |
| 12 | 6 50 34 | 37 | 20 18 16 | 62 | 31 47 55 | 87 | 41 1 23 |
| 13 | 7 24 24 | 38 | 20 48 24 | 63 | 32 12 39 | 88 | 41 20 51 |
| 14 | 7 58 10 | 39 | 21 18 21 | 64 | 32 37 8 | 89 | 41 40 9 |
| 15 | 8 31 50 | 40 | 21 48 5 | 65 | 33 1 25 | 90 | 41 59 13 |
| 16 | 9 5 24 | 41 | 22 17 37 | 66 | 33 25 29 | 91 | 42 18 7 |
| 17 | 9 38 52 | 42 | 22 46 56 | 67 | 33 49 20 | 92 | 42 36 50 |
| 18 | 10 12 14 | 43 | 23 16 3 | 68 | 34 12 57 | 93 | 42 53 22 |
| 19 | 10 45 28 | 44 | 23 44 58 | 69 | 34 36 20 | 94 | 43 13 42 |
| 20 | 11 18 36 | 45 | 24 13 39 | 70 | 34 59 31 | 95 | 43 31 52 |
| 21 | 11 51 34 | 46 | 24 42 8 | 71 | 35 22 28 | 96 | 43 49 52 |
| 22 | 12 24 27 | 47 | 25 10 25 | 72 | 35 45 13 | 97 | 44 7 38 |
| 23 | 12 57 9 | 48 | 25 38 27 | 73 | 36 7 46 | 98 | 44 25 16 |
| 24 | 13 29 41 | 49 | 26 6 17 | 74 | 36 30 5 | 99 | 44 42 43 |
| 25 | 14 2 9 | 50 | 26 33 53 | 75 | 36 52 11 | 100 | 45 0 0 |
Las conicidades internas o externas se expresan en conicidad por pie (CPP), conicidad por pulgada CPPu), o en grados. Las conicidades por pie o por pulgada se refieren a la diferencia entre los diámetros en la longitud de un pie o de una pulgada, respectivamente (fig. 3). Esta diferencia se mide en pulgadas. Los ángulos de conicidad, por otra parte, pueden referirse a los ángulos incluidos o a los ángulos que forman las caras con la línea de centros o eje (fig. 4).
Algunas partes de máquina cuya conicidad se mide por pie son los mandriles (0.006 in/ft), los pernos cónicos y los escariadores cónicos (1/4 in/ft), las series de conos Brown y Sharpe (1/2 in/pie) y las series de conos Morse alrededor de (5/8 in/ft). Los conos Morse incluyen ocho tamaños numerados del 0 al l7. Las conicidades y dimensiones varían ligeramente de un tamaño a otro tanto en las series Brown y Sharpe como en las series Morse.
| Número De Conos | Conicidad por pie | Conicidad por pulgada | P Profundidad estándar del tapón | D Diam. Del tapón en extremo pequeño | A Diam. En extremo de receptáculo | H Profundidad del agujero |
| 0 | 0.6246 | 0.0520 | 2 | 0.252 | 0.356 | 2 1/32 |
| 1 | 0.5986 | 0.0499 | 2 1/8 | 0.396 | 0.475 | 2 3/16 |
| 2 | 0.5994 | 0.0500 | 2 9/16 | 0.572 | 0.700 | 2 5/8 |
| 3 | 0.6023 | 0.0502 | 3 3/16 | 0.778 | 0.938 | 3 ¼ |
| 4 | 0.6232 | 0.0519 | 4 1/16 | 1.020 | 1.231 | 4 1/8 |
| 5 | 0.6315 | 0.0526 | 5 3/16 | 1.475 | 1.748 | 5 ¼ |
| 6 | 0.6256 | 0.0521 | 7 ¼ | 2.116 | 2.494 | 7 3/8 |
| 7 | 0.6240 | 0.0520 | 10 | 2.750 | 3.270 | 10 1/8 |
Hay cuatro métodos para cortar un como en el torno. Estos son los métodos de deslizamiento del carro auxiliar, el método del contrapunto desplazado, el del aditamento para conos y el que utiliza una herramienta de forma. Cada uno de estos métodos tiene sus ventajas y desventajas, por lo que la clase de cono que se necesite en una pieza de trabajo debe ser el factor decisivo para la selección del método que ha de aplicarse.
Método del Carro Auxiliar
En un torno se pueden cortar conos cortos internos y externos de conicidad fuerte avanzando a mano el carro auxiliar. La base giratoria del carro auxiliar está dividida en grados. Cuando la corredera del carro auxiliar está alineada con los carriles del torno, la línea de cero grados estará también alineada con la línea índice del carro auxiliar fuera de su índice, el cual es paralelo a la línea de centros del torno, puede tomarse una lectura directa para la mitad del ángulo o el ángulo a la línea de centros de la parte maquinada. Cuando se maquina una conicidad sobre la línea de centros del torno, su ángulo incluido será igual al doble del ángulo que se tenga ajustado en el carro auxiliar. No todos los tornos tienen grabado su índice en esta forma.
Cuando el carro auxiliar está alineado con el eje del carro transversal y se gira fuera de su índice en cualquiera de las dos direcciones, se lee un ángulo directamente en la línea de centros del carro transversal. Como la línea de centros del torno está a 90° de la línea de centros del carro transversal, la lectura que se obtiene en el índice de la línea de centros del torno es el ángulo complementario.
Por éste método pueden cortarse conos de cualquier ángulo, pero la longitud está limitada a la carrera del carro auxiliar. Como los conos se expresan a menudo en CPP, a veces es conveniente consultar una tabla de conversión de CPP a ángulos.
Conicidad por pie | Grados | Minutos | Grados | Minutos | Conicidad por pulgadas |
1/8 | 0 | 36 | 0 | 18 | 0.0104 |
3/16 | 0 | 54 | 0 | 27 | 0.0156 |
¼ | 1 | 12 | 0 | 36 | 0.0208 |
5/16 | 1 | 30 | 0 | 45 | 0.026 |
3/8 | 1 | 47 | 0 | 53 | 0.0313 |
7/16 | 2 | 5 | 1 | 2 | 0.0365 |
½ | 2 | 23 | 1 | 11 | 0.0417 |
9/16 | 2 | 42 | 1 | 21 | 0.0469 |
5/8 | 3 | 00 | 1 | 30 | 0.0521 |
11/16 | 3 | 18 | 1 | 39 | 0.0573 |
¾ | 3 | 35 | 1 | 48 | 0.0625 |
13/16 | 3 | 52 | 1 | 56 | 0.0677 |
7/8 | 4 | 12 | 2 | 6 | 0.0729 |
15/16 | 4 | 28 | 2 | 14 | 0.0781 |
1 | 4 | 45 | 2 | 23 | 0.0833 |
1 ¼ | 5 | 58 | 2 | 59 | 0.1042 |
1 ½ | 7 | 8 | 3 | 34 | 0.1250 |
1 ¾ | 8 | 20 | 4 | 10 | 0.1458 |
2 | 9 | 32 | 4 | 46 | 0.1667 |
2 ½ | 11 | 54 | 5 | 57 | 0.2083 |
3 | 14 | 16 | 7 | 8 | 0.2500 |
3 ½ | 16 | 36 | 8 | 18 | 0.2917 |
4 | 18 | 56 | 9 | 28 | 0.3333 |
4 ½ | 21 | 14 | 10 | 37 | 0.3750 |
5 | 23 | 32 | 11 | 46 | 0.4167 |
6 | 28 | 4 | 14 | 2 | 0.5000 |
El torneado de conos por desplazamiento del carro porta-herramientas es particularmente apropiado para el caso de conos cortos y empinados, el procedimiento es de rápida y cómoda realización cuando se conoce el ángulo de inclinación, es decir, la mitad del ángulo del cono. Constituye un inconveniente el hecho de que el husillo del carro porta-herramientas haya que moverlo generalmente a mano.
La calidad superficial puede resultar perjudicada a causa de un irregular manejo del volante.
El cono de la pieza no debe más largo que el recorrido del carro pota-herramientas, pues en la reanudación del trabajo sé reformularia fácilmente un resalto.
Ajuste del carro porta-herramientas
Para el efecto se utiliza una escala graduada colocada en la parte baja del carro porta-herramientas (plato, disco giratorio) fig. 3
El uso de un transportador universal permite con frecuencia un ajuste más fino.
También se puede ajustar el carro porta-herramientas colocando un calibrador macho cónico entre puntas y comprobar el recorrido del carro por medio de un reloj comparador el cual tiene que estar dispuesto a la altura de las puntas del torno, así que varíe el ángulo. (fig.4)
Sujeción de la Herramienta
La punta de la herramienta (buril) ha de estar exactamente a la altura del centro del torno pues en caso contrario no se obtendría una pendiente exacta, la superficie lateral del cono resultaría encorvada (Fig. 5)
En un cono de 50mm. y 20mm de diámetros y 100mm. de longitud para una posición del buril de 2mm. Por encima del centro, se produciría un error de 0.24 mm en el diámetro.
Conducción del carro porta-herramientas
El Carro porta-herramientas tiene que deslizar tan libre de juego como sea posible, en otro caso se producen irregularidades sobre la superficie de trabajo.
Cálculo del ángulo de Posición del Carro Superior
Los conos cortos con muchos ángulos son torneados por medio del desplazamiento del carro superior (carro porta-herramientas). El ángulo de posición para el carro superior designa con œ/2 por ser mitad del ángulo del carro (œ) en su vértice.
Cuando no se conoce el ángulo de posición, se tiene primero que encontrar la relación tangente del ángulo y después determinar el ángulo de œ/2 por medio de una tabla de tangentes.
tg œ= Cateto opuesto/ cateto contiguo(adyacente)
de donde = œ/2 será igual a (Fig. 1)
tg = œ/2 = D – d/2/1 = D-d/2.1
Los valores numéricos de esta relación han sido determinados para los distintos ángulos. Es decir, que si nos es conocida la tangente, será posible determinar con ayuda de una tabla el ángulo que le corresponde.
Ejemplos:
a) tg œ/2 = 0.5022 œ/2 vale, según tablas = 26º40´
b) tg œ/2 = 0.4986 œ/2 vale, según las tablas = 26º30´
En los libros de tablas, los valores numéricos corresponden a cada 10´ por lo que hay que calcular los situados entre 10´ y 10´
Ejemplo:
Tg œ/=0.5
0.5 se halla comprendido entre 0.5022 y 0.4986 tg por lo tanto el ángulo que buscamos estará también comprendido entre 26º 30' y 26 º40' . La diferencia 0.5022 - 0.4986 = 0.0036 corresponde a 3.6 diez milésimas (0.00036). La diferencia 0.5 - 0.4986 = 0.0014 (14 diez milésimas) le corresponderán según esto 14 * 3.6 = 3.88' = 4' en números redondeados. Para tg œ/2 = 0.5 se tendrá por lo tanto 26º 34'.
Ejemplo:
Calcular el ángulo de posición œ/2 del siguiente caso: (Fig. 7)
tg œ/2 = (D-d) / 21 = (50 – 45) / 2.100
tg œ/2 = 5/200 = 0.025
Según tabla = tg 1º 30' = 0.0262
tg 1º20'-0.0233☺
luego 10'=0.00029=2.9 diez milésimas
0.025 - 0.0233 = 17. Diez milésimas
17 * 2.9 = 6' en números redondos de donde
œ/2 = 1º 20' + 6' = 1º 26'
En milímetros:
Si se conoce el ángulo de posición œ/ el ajuste del carro superior será
V- perímetro pieza ang. Pos./360
v – x.d a/2/360 en mm
Método del contrapunto Desplazado
Pueden producirse conicidades largas ligeras en flechas y partes exteriores solamente entre centros. Las conicidades internas no pueden cortarse por este método. Se hace uso del avance automático para obtener buenos acabados. Debe conocerse la conicidad por pie o por pulgada para poder calcular la magnitud del desplazamiento del contrapunto. Como los conos son diferentes longitudes, no serían iguales las conicidades por pulgada o por pie para el mismo desplazamiento (fig.9). Cuando se conoce la conicidad por pulgada, el cálculo del desplazamiento se hace así:
Desplazamiento = (CPPu * L)/2
Donde CPPu = conicidad por pulgada
L = Longitud de la pieza de trabajo.
De manera semejante, si se conoce la conicidad en pies, el cálculo para el desplazamiento sería el siguiente:
Desplazamiento = (CPP * L)/24
Donde CPP = conicidad por pies
L = Longitud de la pieza de trabajo.
Si la pieza de trabajo tiene una conicidad corta en cualquier parte de su longitud (fig. 10) y no se conoce ni la conicidad por pie i la conicidad por pulgada, puede aplicarse la siguiente fórmula:
Desplazamiento = L*(D-d)/(2*L1)
Donde D = diámetro en el extremo grande del cono
d = diámetro en el extremo pequeño del cono.
L = longitud total de la pieza de trabajo.
L1 = longitud del cono
Cuando se está preparando para tornear una conicidad entre centros, recuérdese que el área de contacto entre el centro y el agujero de centro es limitada (fig. 11). Puede ser necesario lubricar con frecuencia los centros.
También debe notarse la trayectoria de la cola doblada del pero del torno en la ranura de arrastre(fig. 12). Verificar que haya una holgura adecuada.
Para medir el desplazamiento del contrapunto, utilizar ya sea los centros y una escala o la marca testigo y una escala; ambos métodos son adecuados para algunos fines. Puede hacerse una medición más precisa con un indicador de carátula. Se ajusta el indicador sobre el husillo del contrapunto mientras están todavía alineados los centros. Se recomienda tener una carga ligera en el indicador. Se ajusta el bisel a cero y se mueve el contrapunto hacia el operador una magnitud igual a la calculada. Fijar el contrapunto a los carriles. Si se cambia la lectura del indicador, aflojar ala prensa de sujeción y hacer el reajuste necesario.
Otro método exacto para desplazar el contrapunto es usar el carro transversal. Con los centros alineados, llevar el extremo trasero del porta herramienta hasta estar en contacto con el husillo del contrapunto. Puede usarse una tira de papel como calibrador de hoja. Ajustar la carátula del micrómetro a cero. Retroceder el carro transversal la cantidad calculada más una vuelta completa para eliminar el juego, luego vuelva a regresarlo la cantidad calculada. Mueva el contrapunto hasta que haga contacto con la tira de papel sostenida en el extremo del porta herramienta.
Al cortar roscas cónicas tales como roscas de tubería, la herramienta debe escuadrarse con la línea de centros de la pieza de trabajo, y no con la conicidad (fig,. 17). Cuando ya haya terminado de hacer conos por el método del contrapunto desplazado, realinear los centros a 0.001 pulgadas o menos en 12 pulgadas.
Método del Aditamento para Conos
El aditamento para conos tiene una corredera externa a los carriles que puede orientarse a un cierto ángulo y que permite mover el carro transversal al ángulo de ajuste. Con él pueden hacerse conicidades desde ligeras hasta regularmente fuertes, pero la longitud está limitada a la carrera del aditamento. La pieza de trabajo puede sujetarse en un mandril y pueden hacerse conos tanto externos como internos, a menudo con el mismo ajuste para partes que deben ensamblarse. Se utiliza avance automático. Los aditamentos para conos están graduados en pulgadas por pie (CPP) o en grados.
Existen dos tipos de aditamentos para conos, el aditamento simple y el aditamento telescópico para conos Fig. 19. Cuando se instala el de tipo simple, es necesario quitar el tornillo que fija el avance transversal para liberar la tuerca. Luego debe darse la profundidad de corte usando la manivela del tornillo de avance del carro auxiliar. Puede usarse el avance transversal para dar la profundidad de corte cuando se utiliza el aditamento telescópico para conos, ya que con este tipo no se desembona el tornillo que fija el avance transversal.
Cuando se va a duplicar una pieza de trabajo o cuando se va a cortar una conicidad interna para una conicidad externa existente, es conveniente ajustar el aditamento para conos usando un indicador de carátula. La punta de contacto del indicador de carátula debe estar ajustada al centro de la pieza de trabajo. Primero se centra la pieza de trabajo en un mandril o entre centros de manera que no ofrezca corrimiento alguno al hacérsela girar. Con el husillo del torno parado, se mueve el indiciador desde uno de los extremos del cono hasta el otro. Se ajusta el aditamento para conos hasta que no varíe la lectura del indicador durante el movimiento.
Si no se conoce el ángulo, la conicidad por pie o la conicidad por pulgada para poder ajustar el aditamento para conos, entonces se procede como sigue:
Si se tienen expresados por pulgadas los diámetros de los extremos (D y d) y la longitud del cono (L):
Conicidad por pie = 12 ( D – d ) / L
Si se tiene la conicidad por pie, pero se quiere conocer la magnitud de la conicidad en pulgadas para una longitud dada, se aplica:
Magnitud de la conicidad = ( longitud ) ( CPP ) / 12
Dada de la parte cónica
Procedimiento para Instalar el Aditamento para Conos: (fig. 21)
1. Limpiar y aceitar la barra deslizante (α).
2. Colocar la pieza de trabajo y la herramienta de corte al centro. Acercar la herramienta hasta la pieza de trabajo y al centro de la parte cónica.
3. Quitar el tornillo que fija el avance transversal (b) que une a la tuerca del tornillo del avance transversal con la corredera transversal. No se debe quitar ese tornillo si se está usando un aditamento telescópico para conos. El tornillo se quita solamente cuando se usa el de tipo simple. Colocar un tapón temporal en el agujero para evitar que le caigan rebanadas.
4. Aflojar los tornillos de seguridad (c) de ambos extremos de la barra deslizante y ajustarlos al grado requerido de conicidad.
5. Apretar los tornillos de seguridad.
6. Apretar la palanca ligera (d) sobre la extensión ranurada de la corredera transversal que hay en el bloque deslizante, con el aditamento de tipo simple únicamente.
7. Asegurar la ménsula de sujeción (e) a la bancada del torno.
8. Mover el carro hacia la derecha de manera que la herramienta quede de ½ a ¾ de pulgada pasando la posición de partida. Esto debe hacerse en cada pasada para eliminar cualquier juego del aditamento para conos.
9. Alimentar la herramienta hacia la pieza de trabajo la profundidad del primer corte del carro transversal, excepto cuando se esté usando un aditamento de tipo simple. Para el de tipo simple se utiliza la corredera del carro auxiliar.
10. Tomar un corte de prueba y verificar los diámetros. Continuar el corte de desbastado.
11. Verificar el cono en cuanto a ajuste y reajustar el aditamento para conos, en caso necesario.
12. Tomar un corte ligero, de alrededor de 0.010 in. y verificar nuevamente la conicidad. Si es correcta, terminar los cortes de desbastado y de acabo.
Los conos internos se hacen mejor con el aditamento para conos. Se ajusta todo de la misma manera prescrita para los conos externos.
0Otros Métodos para Hacer Conos
Con un transportador puede ajustarse una herramienta a un ángulo dado y puede hacerse un corte de un solo encaje para producir un cono. Este método se usa a menudo para biselar una pieza de trabajo a un ángulo tal como el bisel usado para las tuercas y cabezas hexagonales de tornillo pasante. Se emplean a veces herramientas de forma cónica para hacer ranuras de forma de V. Sólo se pueden hacer conos muy cortos con herramienta de forma.
En ocasiones se usan escariadores cónicos para producir una conicidad específica, como un cono Morse. Primero se usa un escariador para desbastar, y después uno de acabado. A menudo se utilizan los escariadores para acabado de conos Morse para corregir un cono Morse interno muy mordido y escariado.
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