Un cono de máquina es un sistema para fijar herramientas de corte o portaherramientas en el husillo de una máquina herramienta o herramienta eléctrica . Un miembro macho de forma cónica (es decir, con un cono) encaja en el casquillo hembra, que tiene un cono coincidente de igual ángulo .
Casi todos los husillos de las máquinas herramienta, y muchos husillos de herramientas eléctricas, tienen un cono como su método principal de fijación de las herramientas. Incluso en muchas taladradoras , taladros de mano y tornos, que tienen mandriles (como un portabrocas o un portabrocas de pinza ), el mandril se fija mediante un cono. En taladros, taladradoras y fresadoras , el miembro macho es el vástago de la herramienta o el vástago del portaherramientas, y el casquillo hembra es integral con el husillo. En los tornos , el macho puede pertenecer a la herramienta o al husillo; las narices del husillo pueden tener conos macho, conos hembra o ambos.
Los operadores de máquinas herramienta deben poder instalar o quitar las brocas de las herramientas de forma rápida y sencilla. Un torno , por ejemplo, tiene un husillo giratorio en su cabezal, al que se puede querer montar un mecanismo de transmisión o trabajar en una pinza . Otro ejemplo es un taladro de columna , al que un operador puede querer montar una broca directamente o utilizando un portabrocas.
Prácticamente todas las fresadoras , desde las más antiguas manuales hasta las más modernas máquinas CNC , utilizan herramientas que se pilotan sobre una superficie cónica.
El cono de máquina es un sistema de montaje de herramientas simple, de bajo costo, altamente repetible y versátil. Proporciona indexabilidad , ya que las herramientas se pueden cambiar rápidamente pero están ubicadas con precisión tanto de manera concéntrica como axial por el cono. También permite una alta transmisión de potencia a través de la interfaz, lo cual es necesario para el fresado.
Los conos de máquina se pueden agrupar en clases de autosujeción y autoliberación . En los conos de autosujeción, el macho y la hembra se unen y se unen entre sí hasta el punto de que las fuerzas de perforación se pueden resistir sin una barra de tracción, y la herramienta permanecerá en el husillo cuando esté inactiva. Se expulsa con una cuña cuando se necesita un cambio de herramienta. Los conos Morse y Jacobs son un ejemplo de la variedad de autosujeción. En los conos de autoliberación, el macho no se atascará en la hembra sin una barra de tracción que lo sujete allí. Sin embargo, con una buena fuerza de tracción, es muy sólidamente inmóvil. NMTB/CAT, BT y HSK son ejemplos de la variedad de autosujeción.
Para cargas ligeras (como las que se encuentran en un contrapunto de torno o en un taladro de columna), las herramientas con conos autoportantes simplemente se deslizan sobre el husillo o dentro de él; la presión del husillo contra la pieza de trabajo empuja el vástago cónico firmemente dentro del orificio cónico. La fricción en toda la superficie de la interfaz proporciona una gran cantidad de transmisión de par , por lo que no se requieren estrías ni chaveteros.
Para su uso con cargas pesadas (como las que se encuentran en el husillo de una fresadora), suele haber una chaveta para evitar la rotación y/o una sección roscada, que se acopla mediante una barra de tracción que se acopla a las roscas o a la cabeza de un perno de tracción que se atornilla en ellas. A continuación, se aprieta la barra de tracción, tirando del vástago con firmeza hacia el husillo. La barra de tracción es importante en las fresadoras, ya que, de lo contrario, el componente de fuerza transversal haría que la herramienta se tambaleara y se saliera del cono.
Todos los conos de las máquinas son sensibles a las virutas , las muescas (abolladuras) y la suciedad. No se ubicarán con precisión y la variedad de sujeción automática no se sujetará de manera confiable si dichos problemas interfieren con el asentamiento del macho en la hembra con un contacto firme sobre toda la superficie cónica. Los maquinistas están capacitados para mantener limpios los conos y manipularlos de manera que se evite que se mellen con otras herramientas. Los ciclos de cambio de herramientas CNC generalmente incluyen un chorro de aire comprimido mientras se cambia un portaherramientas por el siguiente. El chorro de aire tiende a eliminar las virutas que de lo contrario podrían terminar interfiriendo entre el portaherramientas y el husillo.
Las herramientas con un vástago cónico se insertan en un casquillo cónico correspondiente y se empujan o giran para colocarlas en su lugar. Luego se sujetan por fricción. En algunos casos, es necesario reforzar el ajuste por fricción, como ocurre con el uso de una barra de tracción , que es básicamente un perno largo que sujeta la herramienta en el casquillo con más fuerza de la que es posible por otros medios. [ cita requerida ]
Se debe tener cuidado en la situación habitual de una máquina perforadora o un torno, que no cuenta con una barra de tracción para tirar del cono hasta que encaje, si se utiliza una herramienta que requiere un par elevado pero que ofrece poca resistencia axial. Un ejemplo sería el uso de una broca de gran diámetro para agrandar ligeramente un orificio existente. En esta situación, puede haber una carga rotatoria considerable. Por el contrario, la acción de corte requerirá muy poca fuerza de empuje o avance. El empuje ayuda a mantener el cono asentado y proporciona un acoplamiento por fricción esencial.
La espiga no está diseñada para soportar fuerzas de torsión que sean suficientes para hacer que el cono se deslice y, en esta situación, se romperá con frecuencia. Esto permitirá que la herramienta gire en el cono hembra, lo que probablemente lo dañe. Existen escariadores de cono Morse disponibles para aliviar daños menores.
Los vástagos cónicos se "adhieren" mejor a un zócalo cuando tanto el vástago como el zócalo están limpios. Los vástagos se pueden limpiar con un paño, pero los zócalos, al ser profundos e inaccesibles, se limpian mejor con una herramienta de limpieza de conos especializada que se inserta, se gira y se retira.
Las herramientas de vástago cónico se extraen de un zócalo utilizando diferentes enfoques, según el diseño del zócalo. En taladros de columna y herramientas similares, la herramienta se extrae insertando un bloque de metal en forma de cuña llamado "mandril" en un orificio transversal de forma rectangular a través del zócalo y golpeándolo. A medida que la sección transversal del mandril se hace más grande cuando el mandril se introduce más, el resultado es que el mandril, al apoyarse contra el borde más delantero de la espiga, empuja la herramienta hacia afuera. En muchos contrapuntos de torno , la herramienta se extrae retirando completamente la caña dentro del contrapunto, lo que lleva la herramienta contra el extremo del husillo o un perno interno, separando el cono y liberando la herramienta. Cuando la herramienta está retenida por una barra de tiro, como en algunos husillos de fresado, la barra de tiro se desenrosca parcialmente con una llave y luego se golpea con un martillo, que separa el cono, momento en el que la herramienta se puede desenroscar aún más y retirar. Algunos husillos de fresado tienen una barra de tiro cautiva que expulsa la herramienta cuando se desenrosca activamente más allá de la etapa suelta; En estos casos no es necesario roscar. En el caso de casquillos sencillos con acceso abierto al extremo posterior, se introduce un punzón de roscar axialmente desde atrás y se rosca la herramienta.
Existen muchos conos estándar, que se diferencian en función de lo siguiente:
Los estándares se agrupan en familias que pueden incluir distintos tamaños. La conicidad dentro de una familia puede ser o no uniforme. Las conicidades Jarno y NMTB son uniformes, pero las familias Jacobs y Morse varían.
Hay adaptadores disponibles para permitir el uso de un tipo de herramienta cónica, por ejemplo, Morse, en una máquina con una conicidad diferente, por ejemplo, R8 o viceversa, y adaptadores más simples que consisten en un manguito cónico externo e interno para permitir que se use una herramienta Morse pequeña en una máquina de mayor diámetro.
Uno de los primeros usos de los conos fue montar brocas directamente en máquinas herramienta, como en el contrapunto de un torno, aunque más tarde se desarrollaron portabrocas que sujetaban brocas de vástago paralelo.
Los conos Brown & Sharpe , estandarizados por la empresa del mismo nombre, son una alternativa al cono Morse más común. Al igual que el Morse, estos tienen una serie de tamaños, del 1 al 18, siendo 7, 9 y 11 los más comunes. La conicidad real de estos se encuentra dentro de un rango estrecho cercano a 0,500 pulgadas por pie (41,67 mm por metro).
El cono Jacobs (abreviado JT) se utiliza comúnmente para asegurar los mandriles de los taladros de columna a un eje . Los ángulos del cono no son uniformes y varían de 1,41° por lado para el n.° 0 (y el obscuro n. ° 2) .+1 ⁄ 2 ) a 2,33° por lado para el n.° 2 (y el n.° 2 corto).
También hay varios tamaños entre el nº 2 y el nº 3: nº 2 corto, nº 6 y nº 33.
Los conos Jarno utilizan un esquema muy simplificado. La tasa de conicidad es de 1:20 en diámetro, en otras palabras, 0,600" de diámetro por pie, 0,050" de diámetro por pulgada. Los conos varían desde un número 2 a un número 20. El diámetro del extremo grande en pulgadas es siempre el tamaño del cono dividido por 8, el extremo pequeño es siempre el tamaño del cono dividido por 10 y la longitud es el tamaño del cono dividido por 2. Por ejemplo, un Jarno No. 7 mide 0,875" (7/8) de ancho en el extremo grande. El extremo pequeño mide 0,700" (7/10) y la longitud es 3,5" (7/2).
El sistema fue inventado por Oscar J. Beale de Brown & Sharpe .
El cono Morse fue desarrollado por Stephen A. Morse, con sede en New Bedford, Massachusetts, a mediados de la década de 1860. [1] Desde entonces, ha evolucionado para abarcar tamaños más pequeños y más grandes y ha sido adoptado como estándar por numerosas organizaciones, incluida la Organización Internacional de Normalización (ISO) como ISO 296 y el Instituto Alemán de Normalización (DIN) como DIN 228-1. Es uno de los tipos más utilizados y es particularmente común en el vástago de las brocas helicoidales de vástago cónico y escariadores de máquina, en los husillos de las prensas taladradoras industriales y en los contrapuntos de los tornos. El ángulo de conicidad del cono Morse varía un poco con el tamaño, pero normalmente es de 1,49 grados (alrededor de 3 grados incluidos).
Algunos implantes ortopédicos modulares de cadera total utilizan un cono Morse para unir los componentes. [2] De manera similar, algunos implantes dentales utilizan un cono Morse para conectar los componentes. [3]
Los conos Morse vienen en ocho tamaños identificados por números enteros entre 0 y 7, y un tamaño medio (4 1/2 - muy raro de encontrar y no se muestra en la tabla). A menudo, la designación se abrevia como MT seguida de un dígito, por ejemplo, un cono Morse número 4 sería MT4. El cono MT2 es el tamaño que se encuentra con más frecuencia en taladros de columna de hasta 1 ⁄ 2 " de capacidad. Las versiones cortas, el mismo ángulo de cono pero un poco más de la mitad de la longitud habitual, se encuentran ocasionalmente para los tamaños de números enteros del 1 al 5. Hay estándares para estos, que, entre otras cosas, a veces se utilizan en cabezales de torno para preservar un orificio pasante de husillo más grande.
Los conos Morse son del tipo autoportante y pueden tener tres tipos de extremos:
Los conos autoportantes dependen de una gran preponderancia de la carga axial sobre la carga radial para transmitir pares elevados. Pueden surgir problemas al utilizar brocas grandes en relación con el vástago, si el orificio piloto es demasiado grande. El estilo roscado es esencial para cualquier carga lateral, en particular el fresado. La única excepción es que tales situaciones desfavorables se pueden simular para eliminar un vástago atascado. Permitir vibraciones ayudará a liberar el agarre. El ángulo cónico agudo (estrecho) puede provocar dicho atasco con cargas axiales pesadas o durante períodos prolongados.
Ocasionalmente se ven fresas con un vástago cónico Morse con espiga: por seguridad, se deben usar con un collar en C o similar, que se ajuste al cuello entre la fresa y el vástago, y se tire hacia atrás contra el extremo grande del cono.
El cono en sí es de aproximadamente 5/8" por pie, pero las proporciones y dimensiones exactas para los distintos tamaños de conos tipo espiga se detallan a continuación.
Los conos de la serie B son una norma DIN (DIN 238) que se utiliza normalmente para colocar mandriles en sus ejes, como la antigua serie de conos Jacobs. Cada cono de la serie B es efectivamente el extremo pequeño o grande de un cono Morse:
El número después de la B es el diámetro (D) del extremo grande del cono redondeado al mm más cercano, y "aproximadamente" 1 mm más grande que el extremo grande del casquillo (~2 mm en el caso de B22 y B24) [5] [6] [7]
La Asociación Nacional de Constructores de Máquinas Herramienta (ahora llamada Asociación para la Tecnología de Manufactura) definió una conicidad pronunciada que se usa comúnmente en las fresadoras. La conicidad se conoce como NMTB, NMT o NT. La conicidad es de 3,500 pulgadas por pie y también se conoce como "7 en 24" o 7/24; el ángulo calculado es de 16,5943 grados. [8] Todas las herramientas NMTB tienen esta conicidad, pero las herramientas vienen en diferentes tamaños: NMTB-10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50 y 60. Estas conicidades aparentemente también se especificaron en ASA (ahora ANSI) B5.10-1943.
NMTB es un cono "autoliberable" o "rápido". A diferencia de los conos de autosujeción más agudos mencionados anteriormente, estos conos no están diseñados para transmitir un par elevado; los pares elevados se transmiten mediante chavetas que se acoplan a las ranuras de la brida. [9] [10] El propósito es permitir un cambio rápido y fácil entre diferentes herramientas (ya sea de forma automática o manual) al tiempo que se garantiza que la herramienta o el portaherramientas se conectarán de forma firme y rígida al husillo y serán coaxiales con precisión. El extremo más grande adyacente a la herramienta proporciona una mayor rigidez de la que es posible con los conos Morse o R8 instalados en máquinas comparables.
La patente 1794361 (presentada el 25 de marzo de 1927) describe formas de husillo y herramienta de fresadora que utilizan un cono pronunciado. [11] La patente fue asignada a Kearney & Trecker Corporation, Brown & Sharpe y Cincinnati Milling Machine Company . La patente quería un cono que liberara libremente la herramienta y descubrió que un cono de 3,5 en 12 tenía esa propiedad. [12] La patente también utilizó las llaves y ranuras y una cola en el vástago de la herramienta para evitar que el vástago de la herramienta se cayera del husillo de una fresadora horizontal mientras el operador conectaba la barra de tracción. [12]
ANSI B5.18-1972 especifica algunas dimensiones esenciales para husillos de fresadoras y vástagos de herramientas que utilizan tamaños de conicidad 30, 40, 45, 50, 60. [13] Las especificaciones describen la posición de la llave de accionamiento y la brida y la rosca del perno de la barra de tracción que sujeta el vástago en el husillo.
La herramienta se conoce como Quick Change; National Machine Tool Builders' Association, 1927; NMTB; American Standard Machine Taper, ANSI B5.18; DIN 2080 / IS 2340; ISO R 290–2583. [14] Existen ligeras variaciones en las roscas y bridas (JIS B 6339: MAS 403); y las normas europeas (por ejemplo, ISO taper, DIN 2080) utilizan roscas de barra de tracción métricas. Aparte de las roscas de barra de tracción, las normas anteriores son físicamente compatibles entre sí en la mayoría de los casos.
Los vástagos de las herramientas NMTB tenían un cono de 7 en 24, pero también tenían una cola de diámetro constante (piloto) al final del vástago que se describió en la patente de 1927.
Las variaciones de diseño posteriores eliminaron la cola (lo que hizo que el vástago fuera más corto) y colocaron una ranura en V en la brida que facilitaba el cambio automático de herramientas. Los diseños modernos comenzaron a utilizar barras de tracción eléctricas que sujetaban pernos de tracción (también conocidos como perillas de retención) que se atornillaban al vástago de la herramienta en lugar de barras de tracción atornilladas. La barra de tracción eléctrica sujetaba el perno de tracción en lugar de atornillarse al vástago de la herramienta, lo que permitía cambios de herramientas automáticos más rápidos.
Los diseños de portaherramientas más modernos se conocieron como "V-Flange" de Caterpillar, CAT, V-Flange (ANSI B5.50), que luego se codificó bajo la norma ISO 7388-1.
Otros derivados incluyen:
Una vez más, hay variaciones modestas en las herramientas. [14] Aunque las dimensiones cónicas básicas son las mismas, hay diferencias en las bridas, tamaños de ranuras en V, chaveteros de accionamiento y dimensiones de pernos de tracción; las versiones internacionales utilizan tamaños métricos y roscas de pernos métricas en particular.
Los portaherramientas HSK se desarrollaron a principios de la década de 1990. HSK significa Hohlschaftkegel ; en alemán significa "conos de mango hueco".
Los conos muy pronunciados (por ejemplo, NMTB y derivados) tienden a perder rigidez y precisión a alta velocidad, ya que sus vástagos sólidos son más rígidos que los husillos en los que encajan. Bajo una alta fuerza centrífuga, el husillo se expande más que el portaherramientas, lo que cambia la longitud total: es decir, a medida que el husillo se expande hacia afuera, el portaherramientas tiende a moverse más profundamente dentro del husillo a lo largo del eje z, lo que puede provocar la producción de piezas que están fuera de tolerancia. Además, la parte más delgada de la interfaz del husillo es el hombro delantero, que tiende a expandirse más. Esta zona se acopla a la parte más rígida del portaherramientas donde las fuerzas radiales también son las más altas. Esto reduce significativamente la rigidez de la interfaz del husillo, lo que permite una mayor deflexión del portaherramientas bajo carga de corte, particularmente con herramientas largas. El portaherramientas puede "balancearse" o "caminar" ligeramente de un lado a otro, a modo de deformación elástica. Por lo general, esto causa una precisión de desviación deficiente, más vibraciones y una vida útil de la herramienta excesivamente corta. En el caso más extremo, puede provocar desgaste por fretting en la superficie del husillo debido al ligero movimiento relativo del soporte contra la interfaz hembra.
El vástago hueco del HSK es deliberadamente delgado y flexible, por lo que se expande más que el husillo y se tensa cuando gira a alta velocidad. Además, el soporte HSK tiene doble contacto: se acopla al husillo tanto en el cono como en la parte superior de la brida, lo que resiste el movimiento axial cuando se produce el crecimiento térmico o la fuerza centrífuga del husillo.
La flexibilidad también se utiliza para proporcionar una ubicación axial precisa. Un portaherramientas HSK tiene un vástago cónico y una brida con una superficie de acoplamiento. El vástago es corto (aproximadamente la mitad de largo que otros conos de máquina), con una conicidad poco profunda, el vástago es 1:9.98 y el receptor es 1:10, [15] y ligeramente demasiado grande para permitir que la brida se asiente completamente en el zócalo. Las paredes delgadas, el vástago corto y la conicidad poco profunda proporcionan una gran abertura en la parte posterior de la herramienta. Una pinza expansible encaja allí y se acopla con un chaflán de 30° dentro del vástago. A medida que la barra de tracción se retrae, expande la pinza y tira del vástago hacia atrás dentro del zócalo, comprimiendo el vástago hasta que la brida se asienta contra la parte delantera del husillo. Esto proporciona una conexión rígida y repetible porque utiliza la fuerza centrífuga dentro del husillo para seguridad y rigidez. A medida que aumentan las fuerzas centrífugas, la pinza expansible dentro del HSK obliga a las paredes del vástago del portaherramientas a permanecer en contacto con la pared del husillo.
El diseño HSK se desarrolló como una norma no exclusiva. El grupo de trabajo que elaboró la norma HSK estuvo formado por representantes del mundo académico, la Asociación Alemana de Fabricantes de Herramientas y un grupo de empresas internacionales y usuarios finales. Los resultados fueron las normas DIN alemanas 69063 para el husillo y 69893 para el mango. El grupo de trabajo HSK no adoptó un diseño de producto específico, sino más bien un conjunto de normas que definían los portaherramientas HSK para diferentes aplicaciones. El grupo definió un total de seis formas de mango HSK, en 9 tamaños.
Los tamaños se identifican por el diámetro de la brida del vástago en milímetros. Estos diámetros se toman de la serie R10′ de números preferentes , de 25 a 160 mm.
Hoy en día, las formas de vástago se designan con las letras A a F y T. Las principales diferencias entre las formas son las posiciones de las ranuras de accionamiento, las ranuras de ubicación de la pinza, los orificios de refrigerante y el área de la brida.
La forma A es la básica. El vástago en forma B es una variante para aplicaciones de alto torque y tiene una brida de un tamaño mayor en relación con el diámetro del eje. (Por lo tanto, un vástago A-40 encajará en un casquillo B-50).
Las formas C y D son variantes simplificadas de A y B para uso manual, que eliminan características para acomodar cambiadores de herramientas automáticos, como una ranura en V y ranuras de orientación asociadas, y un hueco para un chip RFID.
Las bridas y conos de formas E y F son similares a las formas A y B, pero están diseñados para el mecanizado de muy alta velocidad (20.000 rpm y más) de materiales livianos eliminando todas las características asimétricas para minimizar el desequilibrio y la vibración.
Las normas ASME B5 .62 "Herramientas cónicas huecas con contacto entre brida y cara" [17] e ISO 12164-3:2014 "Dimensiones de vástagos para herramientas estacionarias" [18] incluyen una forma T adicional, que es bidireccionalmente compatible con la forma A, pero tiene una tolerancia mucho más estricta en los anchos de las chavetas y los chaveteros utilizados para la alineación angular. Esto permite sujetar con precisión las herramientas de torno no giratorias . [19]
Una conexión HSK depende de una combinación de fuerzas de sujeción axiales e interferencias entre el cono y el vástago. Todas estas fuerzas son generadas y controladas por los parámetros de diseño de los componentes acoplados. Tanto el vástago como el husillo deben tener conos y caras que se acoplen con precisión y que estén en escuadra con el eje del cono. Existen varios métodos de sujeción HSK. Todos utilizan algún mecanismo para amplificar la acción de sujeción de los segmentos de pinza espaciados de manera uniforme. Cuando el portaherramientas se sujeta en el husillo, la fuerza de la barra de tracción produce un contacto firme de metal con metal entre el vástago y el diámetro interior de la unidad de sujeción. Una aplicación adicional de la fuerza de la barra de tracción bloquea positivamente los dos elementos en una unión con un alto nivel de rigidez radial y axial. A medida que los segmentos de la pinza giran, el mecanismo de sujeción gana fuerza centrífuga. El diseño HSK en realidad aprovecha la fuerza centrífuga para aumentar la resistencia de la unión. La fuerza centrífuga también hace que las paredes delgadas del vástago se desvíen radialmente a un ritmo más rápido que las paredes del husillo. Esto contribuye a una conexión segura al garantizar un contacto fuerte entre el vástago y el husillo. Las industrias automotriz y aeroespacial son los mayores usuarios de portaherramientas HSK. Otra industria que está viendo un uso creciente es la industria de moldes y matrices.
PSC significa "Polygonal Shank Conical" (vástago poligonal cónico). Originalmente desarrollado en 1989 por Ken Andersson, que trabajaba para la empresa sueca de máquinas herramienta Sandvik Coromant AB . El PSC fue presentado por Sandvik en la IMTS de 1990 en Chicago, bajo la marca "Capto". [20] A principios de la década de 2000, cuando varias protecciones de patentes estaban a punto de expirar, Sandvik se enfrentó a la perspectiva de que se produjeran copias de calidad inferior que no se acoplaban bien con las herramientas de marca Capto vendidas anteriormente y las producidas por sus licenciatarios. Por lo tanto, Sandvik solicitó la certificación para el estilo de interfaz de la ISO internacional a mediados de la década de 2000. En 2007, el PSC se publicó bajo la ISO 26623. Por lo tanto, los portaherramientas y husillos que cumplen con la ISO 26623 son totalmente compatibles con las herramientas de marca Capto.
El PSC comparte muchas características de diseño con el HSK, como un vástago hueco corto, un contacto adicional de la brida con la cara de la interfaz del husillo hembra y sujeción mediante un collar de expansión interno. Sin embargo, el PSC presenta un vástago no circular único con una sección transversal que se asemeja a un triángulo Reuleax con esquinas redondeadas, mientras que el avellanado central hueco es cilíndrico. El PSC también presenta una conicidad superficial de 2,88° del vástago triangular en comparación con los 5,72° (1:10) del HSK. Un aspecto que el PSC comparte con los estilos NMTB y que lo diferencia del HSK es que tiene un número más limitado de tamaños que son casi idénticos en forma, ya que está diseñado para tener una gama más amplia de aplicaciones. Esto mejora la intercambiabilidad.
La transmisión de par se logra mediante presión en las esquinas del vástago, en lugar de chavetas de accionamiento o fricción entre el husillo y el vástago. Además de la rigidez axial y radial, esto proporciona una mejor repetibilidad angular y una rigidez torsional mejorada en comparación con otras interfaces. Las presiones resultantes del par aplicado mejoran la rigidez porque se aplican sobre un área mucho más grande del vástago. El vástago cónico permite un ligero ajuste por interferencia con el husillo en lugar de requerir una holgura para el desmontaje, lo que mejora la repetibilidad angular.
El PSC es popular para centros de fresado y torneado combinados con un único husillo de herramienta de 3 o 4 ejes y también para tornos de torreta CNC debido a su repetibilidad angular superior y rigidez torsional fuera del eje. Puede admitir herramientas de torneado fuera del eje estáticas/fijas y también es adecuado para tornos de torreta con una gran cantidad de estaciones de herramientas accionadas. Esto proporciona una única interfaz de cambio rápido tanto para cortadores vivos como para herramientas estáticas. Puede reemplazar herramientas estáticas de mango cuadrado o redondo convencionales, lo que da como resultado un tiempo de configuración mucho más rápido al cambiar herramientas desgastadas. El PSC proporciona un rendimiento superior para cabezales de mandrinado vivos/accionados, lo que permite mayores avances y mejores acabados de superficie.
PSC está disponible en los siguientes tamaños:
Este cono fue diseñado por Bridgeport Machines, Inc. para su uso en sus fresadoras. Los conos R8 no son autoportantes, por lo que requieren una barra de tracción que se extienda a través del husillo hasta la parte superior de la máquina para evitar que se aflojen cuando se encuentran fuerzas laterales. También están enchavetados (ver imagen) para evitar la rotación durante la inserción y extracción, aunque es el cono el que transmite el par en uso. La rosca de la barra de tracción suele ser de 7 ⁄ 16 ″–20 tpi ( UNF ). El ángulo del cono es de 16°51′ (16,85°) con un diámetro exterior de 1,25″ y una longitud de 15 ⁄ 16 ″. [21] (fuente, Bridgeport Manufacturer) El diámetro de la parte de ubicación paralela no es un tamaño de "pulgada fraccionaria" como las otras dimensiones y es de 0,949″ a 0,9495″.
Las herramientas con un cono R8 se insertan directamente en el husillo de la máquina. Las pinzas R8 se utilizan normalmente para sujetar herramientas con vástagos redondos, aunque se puede sujetar cualquier forma si la pinza tiene la forma correspondiente cortada en ella. Las pinzas tienen un orificio de precisión con ranuras de compresión axial para sujetar herramientas de corte y están roscadas para la barra de tracción. El sistema R8 se utiliza habitualmente con pinzas que varían en tamaño desde 1 ⁄ 8 ″ a 3 ⁄ 4 ″ de diámetro o portaherramientas con el mismo diámetro o ligeramente más grandes. Las pinzas o portaherramientas se colocan directamente en el husillo y la barra de tracción se aprieta en la parte superior de la pinza o portaherramientas desde arriba del husillo. Otras herramientas, como portabrocas, fresas de volante, fresas de plaquitas indexables, etc., pueden tener un vástago cónico R8 integrado o añadido a la herramienta.
El cono R8 se encuentra comúnmente en las fresadoras Bridgeport y otras fresadoras de torreta similares de los EE. UU., o en copias (muy comunes) de estas fresadoras de otros lugares. La popularidad se debe en gran parte al éxito de Bridgeport y otras fresadoras que se basaron estrechamente en ella y se produjeron durante gran parte del siglo XX.
{{cite web}}: CS1 maint: copia archivada como título ( enlace ){{cite web}}: CS1 maint: copia archivada como título ( enlace )Como se muestra en la Tabla 1, las conicidades bien establecidas para vástagos y casquillos que se usan ahora varían de
1
⁄
2
pulg. a 1 pulg. o más por pie, y la tendencia es usar una conicidad algo más pronunciada para los tamaños más grandes que para los pequeños, tal vez porque con conicidades pequeñas, la tendencia a deslizarse producida por el trabajo no es tan grande y la "mordida" de la conicidad cuando se fuerza dentro del casquillo es suficiente para asegurar una conducción efectiva. En los tamaños más grandes, se deben proporcionar espigas o lengüetas para ayudar en la conducción y en los tamaños aún más grandes se necesitan chavetas de alguna forma, ya que, a menos que el ángulo de conicidad sea muy leve, las espigas son propensas a torcerse. Cuando se proporcionan tales medios auxiliares de accionamiento, el cono puede hacerse más pronunciado, dando la ventaja de que las piezas se pueden separar más fácilmente.
Fuentes