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Roscado (fabricación)

En fabricación , roscar es el proceso de crear una rosca de tornillo . Cada año se producen más roscas de tornillo que cualquier otro elemento de máquina . [1] Existen muchos métodos para generar hilos, incluidos los métodos sustractivos (muchos tipos de corte y rectificado de hilos, como se detalla a continuación); métodos deformativos o transformativos (laminado y conformado; moldeado y fundición); métodos aditivos (como la impresión 3D ); o combinaciones de los mismos.

Resumen de métodos (comparación, selección, etc.)

Existen varios métodos para generar roscas de tornillo. El método para cualquier aplicación se elige basándose en limitaciones: tiempo, dinero, grado de precisión necesario (o no necesario), qué equipo ya está disponible, qué compras de equipo podrían justificarse en función del precio unitario resultante de la pieza roscada (que depende sobre cuántas piezas están planificadas), etc.

En general, ciertos procesos de generación de hilos tienden a caer en ciertas partes del espectro, desde piezas fabricadas en talleres hasta piezas producidas en masa, aunque puede haber una superposición considerable. Por ejemplo, el lapeado de roscas después del rectificado de roscas se ubicaría solo en el extremo extremo del espectro del cuarto de herramientas, mientras que el laminado de roscas es un área de práctica grande y diversa que se utiliza para todo, desde tornillos de avance de microtorno (algo costosos y muy precisos) hasta la plataforma más barata. tornillos (muy económicos y con precisión de sobra).

Los hilos de sujetadores metálicos generalmente se crean en una máquina laminadora de hilos. También se pueden cortar con torno , macho o troquel . Los hilos laminados son más fuertes que los hilos cortados, con aumentos del 10% al 20% en la resistencia a la tracción y posiblemente más en la resistencia a la fatiga y al desgaste. [2] [3]

El fresado de roscas tiene una mejor calidad de rosca que el roscado, ya que ofrece una mejor evacuación de la viruta. El roscado utiliza una herramienta del mismo tamaño que la rosca, forzando la viruta a través de la rosca para su evacuación. [4]

Métodos sustractivos

Corta hilos

El corte de roscas, en comparación con la formación y laminación de roscas, se utiliza cuando se requiere una profundidad de rosca completa, cuando la cantidad es pequeña, cuando la pieza en bruto no es muy precisa, cuando se requiere enhebrar hasta un hombro, cuando se enhebra una rosca cónica o cuando el material es quebradizo. [5]

Grifos y matrices

Un método común de roscado es cortar con machos y matrices. A diferencia de las brocas , los machos de roscar manuales no eliminan automáticamente las virutas que crean. Un grifo manual no puede cortar sus roscas en una sola rotación porque crea virutas largas que rápidamente atascan el grifo (un efecto conocido como "apiñamiento" [ cita requerida ] ), posiblemente rompiéndolo. Por lo tanto, en el corte de roscas manual, el uso normal de la llave es cortar las roscas de 1/2 a 2/3 de vuelta (rotación de 180 a 240 grados), luego invertir el grifo durante aproximadamente 1/6 de vuelta (60 grados) hasta las virutas se rompen por los bordes posteriores de los cortadores. Puede que sea necesario retirar periódicamente el grifo del orificio para eliminar las virutas, especialmente cuando se rosca un orificio ciego .

Para operaciones de roscado continuo (es decir, roscado eléctrico), se utilizan puntas en espiral especializadas o puntas de "pistola" para expulsar las virutas y evitar el amontonamiento.

Roscado de un solo punto

El roscado de un solo punto , también llamado coloquialmente de un solo punto (o simplemente corte de hilo cuando el contexto está implícito), es una operación que utiliza una herramienta de un solo punto para producir una forma de hilo en un cilindro o cono. La herramienta se mueve linealmente mientras la rotación precisa de la pieza de trabajo determina el avance de la rosca. El proceso se puede realizar para crear roscas externas o internas (macho o hembra). En el corte de roscas externas, la pieza puede sujetarse en un mandril o montarse entre dos centros . En el corte de rosca interior la pieza se sujeta en un mandril. La herramienta se mueve linealmente a lo largo de la pieza, quitando virutas de la pieza de trabajo con cada pasada. Por lo general, de 5 a 7 cortes ligeros crean la profundidad correcta del hilo. [6]

La coordinación de varios elementos de la máquina, incluido el husillo , el soporte deslizante y los engranajes de cambio, fue el avance tecnológico que permitió la invención del torno cortador de tornillos , que fue el origen del roscado de un solo punto tal como lo conocemos hoy.

Hoy en día, los tornos de motor y los tornos CNC son las máquinas más utilizadas para el roscado de un solo punto. En las máquinas CNC, el proceso es rápido y sencillo (en relación con el control manual) debido a la capacidad de la máquina de rastrear constantemente la relación entre la posición de la herramienta y la posición del husillo (llamado "sincronización del husillo"). El software CNC incluye "ciclos fijos", es decir, subrutinas preprogramadas, que obvian la programación manual de un ciclo de roscado de un solo punto. [7] Se ingresan los parámetros (por ejemplo, tamaño de rosca, compensación de herramienta, longitud de rosca) y la máquina hace el resto.

Todo el roscado podría realizarse utilizando una herramienta de un solo punto, pero debido a la alta velocidad y, por lo tanto, al bajo costo unitario de otros métodos (por ejemplo, roscado, roscado por matriz y laminado y conformado de roscas), generalmente solo se usa el roscado de un solo punto. cuando otros factores del proceso de fabricación lo favorecen (por ejemplo, si solo es necesario fabricar unos pocos hilos, [8] si se requiere un hilo inusual o único, [8] o si se necesita una concentricidad muy alta con otras características de la pieza mecanizadas durante la misma configuración. [9] )

Fresado de rosca

Un diagrama de una herramienta de corte de hilo sólida de forma única.
Una sólida fresa de roscar de formas múltiples
El camino que recorre una herramienta de corte de roscas de formas múltiples para crear una rosca externa.

Las roscas se pueden fresar con una fresa giratoria si se puede disponer la trayectoria helicoidal correcta. Anteriormente, esto se arreglaba mecánicamente y era adecuado para trabajos de producción en masa, aunque poco común en trabajos de taller. Con la amplia difusión del CNC asequible, rápido y preciso , se volvió mucho más común y hoy en día las roscas internas y externas a menudo se fresan incluso en trabajos donde antes se habrían cortado con machos de roscar, cabezales de roscar o con punta única. Algunas ventajas del fresado de roscas, en comparación con el corte de un solo punto o los machos y matrices, son tiempos de ciclo más rápidos, menos roturas de herramientas y que se puede crear una rosca hacia la izquierda o hacia la derecha con la misma herramienta. [10] Además, para piezas de trabajo grandes e incómodas (como la fundición de una boca de incendios ), es simplemente más fácil dejar la pieza de trabajo quieta sobre una mesa mientras se realizan todas las operaciones de mecanizado necesarias con herramientas giratorias, en lugar de manipularla. para girar alrededor del eje de cada conjunto de hilos (es decir, para los "brazos" y la "boca" del hidrante).

Existen varios tipos de fresado de roscas, incluidas varias variantes de fresado de formas y una combinación de taladrado y roscado con una sola fresa, llamada emocionante .

Una ventaja principal frente al roscado es que el roscado solo comienza a crear un perfil de rosca completo en la tercera rosca, mientras que el fresado de rosca producirá un perfil de rosca completo de arriba a abajo. [11]

El fresado de formas utiliza una cortadora de formas única o múltiple. En una variante del fresado de formas, la fresa de forma única se inclina según el ángulo helicoidal de la rosca y luego se introduce radialmente en la pieza bruta. Luego, la pieza en bruto se gira lentamente mientras el cortador se mueve con precisión a lo largo del eje de la pieza en bruto, lo que corta el hilo en la pieza en bruto. Esto se puede hacer en una pasada, si el cortador se alimenta hasta toda la profundidad del hilo, o en dos pasadas, y la primera no llega a toda la profundidad del hilo. Este proceso se utiliza principalmente en roscas de más de 38 mm (1,5 pulgadas). Se utiliza comúnmente para cortar hilos de paso grande o de paso múltiple. Existe una variante similar que utiliza un cortador de formas múltiples, en la que el proceso completa el hilo en una revolución alrededor de la pieza en bruto. El cortador debe ser más largo que la longitud del hilo deseada. Usar una cortadora de múltiples formas es más rápido que usar una cortadora de una sola forma, pero está limitado a roscas con un ángulo de hélice inferior a 3°. También se limita a piezas en bruto de un diámetro sustancial y no más de 2 pulgadas (51 mm). [12]

Otra variante del fresado de formas implica sostener el eje del cortador ortogonalmente (sin inclinarse respecto al ángulo de hélice de la rosca) y alimentar el cortador en una trayectoria de herramienta que generará la rosca. [13] La pieza suele ser una pieza de trabajo estacionaria, como una protuberancia en un cuerpo de válvula (en fresado de rosca externa) o un orificio en una placa o bloque (en fresado de rosca interna). Este tipo de fresado de roscas utiliza esencialmente el mismo concepto que el contorneado con una fresa de extremo o una fresa de punta esférica, pero la fresa y la trayectoria de la herramienta están dispuestas específicamente para definir el "contorno" de una rosca. La trayectoria de la herramienta se logra mediante interpolación helicoidal (que es una interpolación circular en un plano [normalmente XY] con interpolación lineal simultánea a lo largo de un tercer eje [normalmente Z]; el modelo de control CNC debe ser uno que admita el uso del tercer eje) [13] o una simulación del mismo utilizando incrementos extremadamente pequeños de interpolación lineal de 3 ejes (que no es práctico de programar manualmente pero se puede programar fácilmente con el software CAD/CAM). [14] La geometría del cortador refleja el paso de la rosca pero no su avance; el avance (ángulo de la hélice de la rosca) está determinado por la trayectoria. [15] Las roscas cónicas se pueden cortar con un cortador cónico de formas múltiples que completa la rosca en una revolución usando interpolación helicoidal, [16] o con un cortador recto o cónico (de forma única o múltiple) cuya trayectoria es una o más revoluciones, pero no puede usar la interpolación helicoidal y debe usar el software CAD/CAM para generar una simulación de interpolación helicoidal similar a un contorno. [dieciséis]

Las herramientas utilizadas para el fresado de roscas pueden ser sólidas o indexables. Para roscas internas, los cortadores sólidos generalmente se limitan a orificios mayores de 6 mm (0,24 pulg.), [15] y las herramientas de corte de roscas internas indexables se limitan a orificios mayores de 12 mm (0,47 pulg.). La ventaja es que cuando el inserto se desgasta, se reemplaza fácilmente y de manera más rentable. La desventaja es que el tiempo de ciclo es generalmente más largo que el de las herramientas sólidas. Tenga en cuenta que las herramientas de corte de roscas sólidas de formas múltiples se parecen a los machos de roscar, pero se diferencian en que la herramienta de corte no tiene un cono posterior y no hay un chaflán de entrada. Esta falta de un chaflán de entrada permite que las roscas se formen dentro de una longitud de paso del fondo de un agujero ciego. [17]

Emocionante

Emocionante es el proceso de roscar y perforar ( realizado en orden inverso) roscas internas utilizando una herramienta de corte especializada en una fresadora CNC. La punta de la herramienta de corte tiene forma de taladro o fresa de corte central, mientras que el cuerpo tiene forma de rosca con un cortador avellanado cerca del vástago. El cortador primero se sumerge para perforar el agujero. Luego, el hilo se interpola circularmente como en el cortador de formas múltiples descrito anteriormente. Esta herramienta perfora, bisela y rosca un agujero, todo en un ciclo compacto. [18] La ventaja es que este proceso elimina una herramienta, un portaherramientas y un cambio de herramienta. La desventaja es que el proceso se limita a una profundidad del agujero no mayor que tres veces el diámetro de la herramienta. [19]

Brochado helicoidal (Punch Tap)

En la década de 2010 se desarrolló un método de brochado helicoidal que acorta la trayectoria de roscado. Para un observador casual (sin cámara lenta ), parece bastante similar al golpeteo tradicional pero con un movimiento más rápido dentro y fuera del agujero. Utiliza una geometría de herramienta y una trayectoria de herramienta específicas para posicionarse rápidamente, raspar la rosca en media vuelta y luego retraerse rápidamente, acortando el tiempo del ciclo y consumiendo menos energía. [20] Reduce el costo de roscado de cualquier orificio que pueda permitir con seguridad las dos pequeñas ranuras de hélice rápida que deja junto con la rosca, lo que podría ser cierto en muchas aplicaciones.

Rectificado de hilos

El rectificado de roscas se realiza en una máquina rectificadora utilizando muelas abrasivas especialmente adaptadas a la forma de las roscas. El proceso se suele utilizar para producir hilos precisos o hilos en materiales duros; una aplicación común son los mecanismos de husillo de bolas. [ cita requerida ] Hay tres tipos: rectificado de tipo central con alimentación axial , rectificado de roscas de alimentación de tipo central y rectificado de roscas sin centros . El rectificado de tipo central con alimentación axial es el más común de los tres. Es similar a cortar una rosca en un torno con una herramienta de corte de un solo punto , excepto que la herramienta de corte se reemplaza por una muela abrasiva. Normalmente se utiliza una sola rueda con nervaduras, aunque también hay disponibles ruedas con varias nervaduras. Para completar el hilo normalmente se requieren varias pasadas. El rectificado de hilo de alimentación de tipo central utiliza una muela con múltiples nervaduras que son más largas que la longitud del hilo deseado. Primero, la muela abrasiva se introduce en la pieza en bruto hasta toda la profundidad de la rosca. Luego, la pieza en bruto se hace girar lentamente aproximadamente 1,5 vueltas mientras se avanza axialmente un paso por revolución. Finalmente, el proceso de rectificado de roscas sin centros se utiliza para fabricar tornillos de fijación sin cabeza con un método similar al del rectificado sin centros . Los espacios en blanco se alimentan por tolva a las muelas abrasivas, donde se forma completamente la rosca. Las tasas de producción comunes de rectificado de roscas sin centros son de 60 a 70 piezas por minuto para un tornillo de fijación de 0,5 pulgadas (13 mm) de largo. [19]

Lapeado de hilo

En raras ocasiones, al corte o rectificado de roscas (generalmente este último) le seguirá un lapeado de roscas para lograr la mayor precisión y acabado superficial posible. Esta es una práctica en la sala de herramientas cuando se requiere la máxima precisión, y rara vez se emplea, excepto para los husillos de avance o de bolas de las máquinas herramienta de alta gama.

Roscado con electroerosión

Las roscas internas se pueden mecanizar por descarga eléctrica (EDM) en materiales duros utilizando una máquina estilo platina.

Métodos deformativos o transformativos.

Formar y enrollar hilos

El concepto de roscado y laminado
Página 23 de Colvin FH, Stanley FA (eds) (1914): Manual de maquinistas estadounidenses, 2ª ed. Nueva York y Londres: McGraw-Hill. Resume la práctica de enrollado de roscas a partir de 1914.

La formación de roscas y el laminado de roscas son procesos para formar , en lugar de cortar, roscas de tornillo; el primero se refiere a la creación de roscas internas y el segundo, roscas externas. En ambos procesos, las roscas se forman en una pieza en bruto presionando una herramienta con forma, comúnmente llamada "troquel de roscado" contra la pieza en bruto, en un proceso similar al moleteado . Estos procesos se utilizan para grandes tiradas de producción porque las tasas de producción típicas rondan una pieza por segundo. El conformado y el laminado no producen virutas y se requiere menos material porque el tamaño de la pieza en bruto comienza siendo más pequeño que el requerido para cortar roscas; normalmente hay un ahorro de material del 15 al 20% en peso en la pieza en bruto. [19] Una rosca enrollada se puede reconocer fácilmente en sujetadores que se formaron a partir de una pieza en bruto sin taponar porque la rosca tiene un diámetro mayor que la varilla en bruto a partir de la cual se hizo; sin embargo, los cuellos y los cortes socavados se pueden cortar o enrollar sobre piezas en bruto con roscas que no están enrolladas, y algunos sujetadores se fabrican a partir de piezas en bruto con un vástago reducido en la región que se va a enrollar para mantener un diámetro mayor constante desde la rosca hasta el vástago sin rosca. A menos que estén enfrentados, los hilos finales de un sujetador enrollado tienen un extremo ahuecado, ya que el material sobrante en los hilos finales que se estrechan hacia abajo colapsa uniformemente sobre el extremo de la pieza en bruto. [3]

Los materiales se limitan a materiales dúctiles porque las roscas se forman en frío . Sin embargo, esto aumenta el límite elástico, el acabado superficial, la dureza , la resistencia al desgaste y la resistencia a la fatiga del hilo debido a la conformidad del grano con el perfil del hilo . Además, para la laminación se necesitan materiales con buenas características de deformación; estos materiales incluyen metales más blandos (más dúctiles) y excluyen materiales frágiles , como el hierro fundido . Las tolerancias suelen ser de ±0,001 pulg. (±0,025 mm), pero se pueden lograr tolerancias tan estrictas como ±0,0006 pulg. (±0,015 mm). Los acabados superficiales varían de 6 a 32 micropulgadas. [21]

Hay cuatro tipos principales de laminado de roscas, que reciben su nombre según la configuración de las matrices : matrices planas , matrices cilíndricas de dos matrices , matrices cilíndricas de tres matrices y matrices planetarias . El sistema de matriz plana tiene dos matrices planas. El de abajo se mantiene fijo y el otro se desliza. La pieza en bruto se coloca en un extremo del troquel estacionario y luego la matriz móvil se desliza sobre la pieza en bruto, lo que hace que la pieza en bruto ruede entre los dos troqueles que forman las roscas. Antes de que el dado en movimiento llegue al final de su carrera, la pieza en bruto sale rodando del dado estacionario en una forma terminada. El proceso cilíndrico de dos matrices se utiliza para producir roscas de hasta 6 pulgadas (150 mm) de diámetro y 20 pulgadas (510 mm) de longitud. Hay dos tipos de procesos de tres matrices; En el primero, los tres troqueles se mueven radialmente hacia afuera desde el centro para permitir que la pieza en bruto entre en los troqueles y luego se cierra y gira para enrollar los hilos. Este tipo de proceso se emplea comúnmente en tornos de torreta y máquinas de tornillo . El segundo tipo toma la forma de un cabezal de roscar de apertura automática . Este tipo es más común que el anterior, pero tiene la limitación de no poder formar los últimos 1,5 o 2 hilos contra los hombros. Los troqueles planetarios se utilizan para producir en masa roscas de hasta 25 mm (1 pulgada) de diámetro. [5] [19]

La formación de roscas se realiza utilizando unagrifo sin flauta , ogrifo de rodillo ,[22]que se parece mucho a un grifo de corte sin las estrías. Haylóbulosespaciados periódicamente alrededor del grifo que en realidad forman la rosca a medida que el grifo avanza hacia un orificio del tamaño adecuado. Dado que el grifo no produce virutas, no es necesario retirar periódicamente el grifo para retirar las virutas que, en un grifo cortante, pueden atascarse y romperse. Por lo tanto, la formación de roscas es especialmente adecuada para roscar agujeros ciegos, que son más difíciles de roscar con un macho de cortar debido a la acumulación de viruta en el agujero. Tenga en cuenta que el tamaño del taladro para machos difiere del utilizado para un macho de roscar de corte y que se requiere un tamaño de orificio preciso porque un orificio ligeramente más pequeño puede romper el macho. Una lubricación adecuada es esencial debido a lasfuerzas de friccióninvolucradas, por lo quese utilizaaceiteaceite de corte. [2][5]

Al considerar la tolerancia del diámetro de la pieza en bruto, un cambio en el diámetro de la pieza en bruto afectará el diámetro principal en una proporción aproximada de 3 a 1. Las tasas de producción suelen ser de tres a cinco veces más rápidas que las del corte de roscas. [ cita necesaria ]

Fundición y moldeado de hilos.

En la fundición y el moldeo, las roscas están formadas directamente por la geometría de la cavidad del molde en el molde o matriz . Cuando el material se congela en el molde, conserva su forma después de retirarlo. El material se calienta hasta convertirlo en líquido o se mezcla con un líquido que se secará o curará (como yeso o cemento). Alternativamente, el material se puede introducir en un molde en forma de polvo y comprimirlo hasta convertirlo en un sólido, como ocurre con el grafito .

Aunque lo primero que les viene a la mente a la mayoría de los maquinistas con respecto al roscado son los procesos de corte de roscas (como roscado, punta única o fresado helicoidal), Smid señala que, cuando se utilizan botellas de plástico para alimentos, bebidas, productos de cuidado personal y Si se consideran otros productos de consumo, en realidad el moldeado de plástico es el método principal (por gran volumen) de generación de hilos en la fabricación actual. [23] Por supuesto, este hecho resalta la importancia de que los fabricantes de moldes consigan el molde perfecto (en preparación para millones de ciclos, normalmente a alta velocidad).

Las roscas fundidas en piezas metálicas pueden terminarse mediante mecanizado o pueden dejarse en estado fundido. (Lo mismo puede decirse de los dientes de engranajes fundidos ). El hecho de preocuparse o no por el gasto adicional de una operación de mecanizado depende de la aplicación. Para piezas donde la precisión extra y el acabado superficial no es estrictamente necesario, se renuncia al mecanizado para conseguir un menor coste. En el caso de las piezas de fundición en arena , esto significa un acabado bastante rugoso; pero con plástico moldeado o metal fundido a presión, los hilos pueden ser muy bonitos directamente del molde o matriz. Un ejemplo común de hilos de plástico moldeado son las botellas de refrescos. Un ejemplo común de roscas fundidas a presión son los prensaestopas (conectores/accesorios).

Métodos aditivos

Muchas, quizás la mayoría, de las piezas roscadas tienen potencial para generarse mediante fabricación aditiva ( impresión 3D ), de la cual existen muchas variantes, incluido el modelado por deposición fundida , la sinterización selectiva por láser , la sinterización directa por láser de metal , la fusión selectiva por láser , la fusión por haz de electrones y las capas. fabricación de objetos y estereolitografía . Para la mayoría de las tecnologías aditivas, no ha pasado mucho tiempo desde que surgieron del final del laboratorio de su desarrollo histórico, pero su comercialización se está acelerando. Hasta la fecha, la mayoría de los métodos aditivos tienden a producir un acabado superficial rugoso y tienden a estar restringidos en las propiedades del material que pueden producir y, por lo tanto, sus primeras victorias comerciales se han producido en piezas para las que esas restricciones eran aceptables. Sin embargo, las capacidades crecen continuamente.

Buenos ejemplos de piezas roscadas producidas con fabricación aditiva se encuentran en los campos de los implantes dentales y los tornillos óseos , donde la sinterización selectiva por láser y la fusión selectiva por láser han producido implantes roscados de titanio.

Combinaciones de métodos sustractivos, aditivos, deformativos o transformativos.

A menudo, los métodos sustractivos, aditivos, deformativos o transformativos se combinan de cualquier manera que sea ventajosa. Esta fabricación multidisciplinaria se incluye en clasificaciones que incluyen creación rápida de prototipos , fabricación de escritorio , fabricación directa , fabricación digital directa , fabricación digital , fabricación instantánea o fabricación bajo demanda .

Inspección

La inspección de las roscas de tornillo terminadas se puede lograr de varias maneras, con el costo de adaptar el método a los requisitos de la aplicación del producto. La inspección de una rosca en el taller suele ser tan simple como pasarle una tuerca (para roscas macho) o un perno (para roscas hembra). Esto es bastante bueno para muchas aplicaciones (por ejemplo, MRO o trabajo de aficionado), aunque no es lo suficientemente bueno para la mayoría de la fabricación comercial. Los métodos de mayor precisión se analizan a continuación.

La inspección de calidad comercial de roscas de tornillos puede implicar la mayoría de los mismos métodos y herramientas de inspección utilizados para inspeccionar otros productos fabricados, como micrómetros ; calibradores a vernier o de dial ; placas de superficie y medidores de altura ; bloques patrón ; comparadores ópticos ; escáneres de luz blanca ; y máquinas de medición de coordenadas (CMM). Incluso la radiografía industrial (incluida la tomografía computarizada industrial ) se puede utilizar, por ejemplo, para inspeccionar la geometría de la rosca interna de la misma manera que un comparador óptico puede inspeccionar la geometría de la rosca externa.

Los yunques micrométricos cónicos, específicamente adecuados para apoyarse en los lados de la rosca, están fabricados para varios ángulos de rosca , siendo 60° el más común. Los micrófonos con este tipo de yunque suelen denominarse "micrófonos de rosca" o "micrófonos de tono" (porque miden directamente el diámetro del tono). Los usuarios que carecen de micrófonos de rosca confían en el "método de 3 cables", que consiste en colocar 3 trozos cortos de cable (o clavijas de calibre ) de diámetro conocido en los valles de la rosca y luego medir de cable a cable con un estándar (plano). yunques. Luego se multiplica un factor de conversión (producido por un cálculo trigonométrico sencillo) con el valor medido para inferir una medida del diámetro de paso de la rosca . Las tablas de estos factores de conversión se establecieron hace muchas décadas para todos los tamaños de rosca estándar, por lo que hoy en día un usuario sólo necesita tomar la medida y luego realizar la búsqueda en la tabla (en lugar de volver a calcular cada vez). El método de 3 hilos también se utiliza cuando se necesita alta precisión para inspeccionar un diámetro específico, comúnmente el diámetro de paso, o en roscas especiales como las de inicio múltiple o cuando el ángulo de la rosca no es de 60°. Los yunques micrométricos en forma de bola se pueden usar de manera similar (misma relación trigonométrica, menos engorrosos de usar). Los calibradores y micrómetros digitales pueden enviar cada medición (punto de datos) a medida que ocurre al almacenamiento o software a través de una interfaz (como USB o RS-232 ), en cuyo caso la búsqueda en la tabla se realiza de forma automatizada , y el control de calidad y El control se puede lograr mediante el control estadístico de procesos .

Historia

Cada método de generación de hilos tiene su propia historia detallada. Por lo tanto, una discusión exhaustiva está más allá del alcance de este artículo; pero mucha información histórica está disponible en artículos relacionados, que incluyen:

laminación en frío

La primera patente para el laminado en frío de roscas de tornillo se concedió en 1836 a William Keane de Monroe, Nueva York [24] [25] Sin embargo, las matrices para laminar las roscas sobre los tornillos estaban hechas de hierro fundido, que es frágil, por lo que La máquina no tuvo éxito. El proceso languideció hasta 1867, cuando Harvey J. Harwood de Utica, Nueva York, presentó una patente para el laminado en frío de roscas en tornillos para madera. [26] Siguieron más esfuerzos para laminar en frío las roscas de los tornillos, [27] pero ninguno pareció tener mucho éxito hasta que Hayward Augustus Harvey (1824-1893) de Orange, Nueva Jersey, presentó sus patentes de 1880 y 1881. [28] Charles D. Rogers de American Screw Co. de Providence, Rhode Island, hizo más mejoras en el proceso de enrollar hilos en tornillos. [29]

Referencias

  1. ^ Degarmo, Black y Kohser 2003, pág. 741.
  2. ^ ab Manual de maquinaria (1996), págs. 1828-1830.
  3. ^ ab Manual de maquinaria (1996), pág. 1842.
  4. ^ "Fresado de hilos". www.protool-ltd.co.uk . Protool Ltd.
  5. ^ a b C Degarmo, Black y Kohser 2003, pág. 758
  6. ^ ab Todd, Allen y Alting 1994, págs.
  7. ^ "Los pros y los contras del fresado de roscas indexables". www.cutwel.co.uk . Cutwel.
  8. ^ ab "Cómo se fabrica el tornillo: material, fabricación, historia, uso, piezas, procedimiento, máquina, historia". www.madehow.com .
  9. ^ Sherline (1996). "Soportes para fresas de extremo Sherline". Instrucciones para utilizar accesorios para fresadoras . Sherline . Consultado el 25 de febrero de 2010 .
  10. ^ Degarmo, Black y Kohser 2003, pág. 755.
  11. ^ URL = https://www.protool-ltd.co.uk/c/thread-milling
  12. ^ Degarmo, Black y Kohser 2003, pág. 754.
  13. ^ ab Smid 2008, págs. 433–442.
  14. ^ A mediados de 2008, p. 443.
  15. ^ ab Smid 2008, pág. 435.
  16. ^ ab Smid 2008, pág. 442.
  17. ^ Stephenson y Agapiou 2006, págs. 235-236.
  18. ^ Cliente de Komet, Descarga de vídeo: subprocesos.
  19. ^ abcde Degarmo, Black y Kohser 2003, pág. 756
  20. ^ Emuge (10 de noviembre de 2014), Punch Tap: la nueva tecnología de hilo, archivado desde el original el 15 de diciembre de 2021.
  21. ^ ab Todd, Allen y Alting 1994, pág. 324.
  22. ^ Stephenson y Agapiou 1997, pág. 260
  23. ^ A mediados de 2008.
  24. ^ Ver:
    • William Keane, "Mejora en máquinas para cortar madera y otros tornillos", Patente de EE.UU. núm. 9,398X (emitido: 13 de febrero de 1836).
    • La máquina "cortadora" de tornillos de William Keane y su socio, Thaddeus Sellick de Haverstraw, Nueva York, se menciona en el North River Times (Haverstraw, Nueva York), reimpreso en: The Pittsburgh Gazette , 19 de marzo de 1836, página 2. De Página 2: "Invención importante. El Sr. William Keane. de Haverstraw, junto con el Sr. Thaddeus Selleck, obtuvo cartas de patente para una máquina para cortar tornillos, que probablemente supera a cualquier cosa del tipo que se utiliza actualmente en Europa o América. El principio de funcionamiento de la máquina consiste en matrices circulares que se mueven una hacia la otra y al mismo tiempo dan más de 500 revoluciones por minuto. Estas matrices reciben el tornillo en la parte superior de un recipiente de hierro fundido en el que se mueven. están asegurados, y cuando obtiene su rosca adecuada, se desprende por medio de un husillo interior, y al instante otro ocupa su lugar, conservando las matrices su velocidad habitual, sin cambiar su movimiento de rotación.El ahorro de tornillos es otra consideración importante. a favor de estas máquinas, ya que es difícil estropearlas. Su construcción es sencilla, y entendemos que uno, que contenga cuatro juegos de troqueles y con el que un niño pueda obtener treinta brutos por día, puede construirse a un costo que no exceda de 150 dólares. Ahora están en funcionamiento en la fábrica de tornillos de Selleck & Keane, en Samsondale, en esta ciudad [es decir, Haverstraw, Nueva York]".
  25. ^ Para obtener una breve reseña de la historia de la fabricación de tornillos, consulte:
    • Charles D. Rogers (11 de julio de 1901) "Desarrollo del tornillo para madera", The Iron Trade Review , 34 (28): 20-21.
    • Christopher White (ca. 2005) "Observaciones sobre el desarrollo de tornillos para madera en América del Norte" (Museo de Bellas Artes; Boston, Massachusetts).
  26. ^ Harvey J. Harwood, "Máquina atornilladora mejorada", Patente de EE. UU. núm. 65.567 (emitido: 11 de junio de 1867). En su patente, Harwood afirma:
    "En la fabricación de tornillos para madera, la rosca se formaba hasta ahora quitando el metal entre las vueltas de la rosca mediante troqueles o cortadores.
    Según mi invención, la pieza en bruto gira entre troqueles giratorios o alternativos. , adecuadamente formado y puesto en movimiento, mediante el cual se imprime el hilo en la pieza en bruto sin quitar ninguna parte del metal.
    Al parecer, Harwood y el examinador de patentes ignoraban la patente de Keane de 1836.
  27. ^ Ver, por ejemplo:
    • Benjamin D. Beecher, "Máquina mejorada para roscar pernos", patente estadounidense 77.710 (emitida el 12 de mayo de 1868).
    • James M. Alden, "Improvement in wood-screw Machines", patente estadounidense 110.532 (emitida el 27 de diciembre de 1870).
    • Trate a T. Prosser, "Improvements in Machines for Rolling Screw-threads on Bolts and Rods", patente estadounidense 181.010 (presentada: 30 de diciembre de 1875; emitida: 15 de agosto de 1876).
  28. ^ Ver:
    • Hayward A. Harvey, "Máquina para laminar roscas de tornillos o pernos", Patente de EE. UU. 223.730 (presentada: 15 de octubre de 1879; emitida: 20 de enero de 1880).
    • Hawyard A. Harvey, "Maquinaria para laminar roscas", Patente de EE.UU. núm. 248,165 (presentada: 7 de abril de 1881; emitida: 11 de octubre de 1881).
    • Tomás Wm. Harvey, Memorias de Hayward Augustus Harvey (Nueva York: 1900), "The Rolled Screw", páginas 41-53.
    • [Anón.] (28 de agosto de 1897) "Hayward Augustus Harvey", Scientific American , 77 (9): 133; Carta al editor: "¿Inventor del tornillo de barrena?" 183.
  29. ^ Charles D. Rogers, "Matrices para roscar", Patente de EE. UU. núm. 370,354 (presentada: 11 de mayo de 1887; emitida: 20 de septiembre de 1887).

Bibliografía

Otras lecturas

enlaces externos