Un collar / ˈkɒlɪt / es una manga, banda o collar segmentado . [1] [2] Una de las dos superficies radiales de una pinza suele ser cónica (es decir, un cono truncado) y la otra es cilíndrica. El término pinza comúnmente se refiere a un tipo de mandril que utiliza pinzas para sujetar una pieza de trabajo o una herramienta (como un taladro), pero tiene otras aplicaciones mecánicas.
Una pinza externa es un manguito con una superficie interior cilíndrica y una superficie exterior cónica . El collar se puede apretar contra un cono correspondiente de modo que su superficie interior se contraiga hasta alcanzar un diámetro ligeramente menor, apretando la herramienta o pieza de trabajo para sujetarla de forma segura. La mayoría de las veces, el collar está hecho de acero para resortes , con uno o más cortes a lo largo de su longitud para permitir que se expanda y contraiga. Este tipo de pinza sujeta la superficie externa de la herramienta o pieza de trabajo que se sujeta. Este es el tipo más habitual de portabrocas. Un collar externo se sujeta contra la superficie interna o el orificio de un cilindro hueco. El cono del collar es interno y el collar se expande cuando se dibuja o se fuerza un cono correspondiente dentro del cono interno del collar.
Como dispositivo de sujeción, las pinzas son capaces de producir una alta fuerza de sujeción y una alineación precisa. Si bien la superficie de sujeción de una pinza es normalmente cilíndrica, se puede hacer que acepte cualquier forma definida.
Generalmente, un mandril de pinza , [3] considerado como una unidad, consta de un manguito receptor cónico (a veces integral con el husillo de la máquina), la pinza propiamente dicha (generalmente hecha de acero para resortes) que se inserta en el manguito receptor y (a menudo ) una tapa que se atornilla sobre la pinza, sujetándola mediante otro cono.
Para operaciones de mecanizado, como torneado , se suelen utilizar mandriles para sujetar la pieza de trabajo . La siguiente tabla ofrece una comparación funcional de los tres tipos más comunes de mandril utilizados para sujetar piezas de trabajo.
Las pinzas tienen un rango de sujeción estrecho y se requiere una gran cantidad de pinzas para sujetar una gama determinada de herramientas (como taladros ) o material en existencia. Esto tiene la desventaja de un mayor costo de capital y los hace inadecuados para uso general en taladros eléctricos, etc. Sin embargo, la ventaja de la pinza sobre otros tipos de mandril es que combina todas las características siguientes en un solo mandril; haciéndolo muy útil para trabajos repetitivos.
Hay muchos tipos de pinzas que se utilizan en la industria metalúrgica. Los diseños estándar de la industria comunes son R8 [5] (con rosca interna para fresadoras ) y 5C [6] (generalmente con rosca externa para tornos ). También hay diseños patentados que sólo se adaptan al equipo de un fabricante. Las pinzas pueden variar en capacidad de retención desde cero hasta varias pulgadas de diámetro. El tipo más común de pinza sujeta una barra o herramienta redonda, pero hay pinzas para formas cuadradas, hexagonales y de otro tipo. Además de las pinzas de sujeción exteriores, hay pinzas que se utilizan para sujetar una pieza en su superficie interior de modo que pueda mecanizarse en la superficie exterior (similar a un mandril de expansión ). Además, no es raro que los maquinistas fabriquen una pinza personalizada para sujetar piezas de cualquier tamaño o forma inusual. A menudo se les llama pinzas de emergencia ( e-collets ) o pinzas blandas (por el hecho de que se compran en un estado blando (sin endurecer) y se mecanizan según sea necesario). Otro tipo más de pinza es una pinza escalonada que aumenta hasta un diámetro mayor desde el husillo y permite sujetar piezas de trabajo más grandes.
En uso, la pieza que se va a sujetar se inserta en el collar y luego el collar se presiona (usando una tapa de punta roscada) o se tira (usando una barra de tracción roscada) dentro del cuerpo que tiene una forma cónica conjugada. La geometría cónica sirve para traducir una parte de la fuerza de tracción axial en una fuerza de sujeción radial. Cuando se aprieta correctamente, se aplica suficiente fuerza para sujetar de forma segura la pieza de trabajo o la herramienta. Las roscas de la tapa o de la barra de tiro actúan como una palanca de tornillo, y esta palanca se ve agravada por la forma cónica, de modo que un torque modesto sobre el tornillo produce una fuerza de sujeción enorme.
La forma simétrica y precisa y el material rígido del collar proporcionan un centrado radial y una concentricidad axial precisos y repetibles. El mecanismo básico fija cuatro de los seis grados de libertad cinemática, dos posiciones y dos ángulos. También se pueden instalar pinzas para alinear con precisión piezas en la dirección axial (un quinto grado de libertad) con un tope interno ajustable o mediante un tope de hombro mecanizado en la forma interna. El sexto grado de libertad restante, es decir, la rotación de la pieza en el collar, se puede fijar usando una geometría de pieza cuadrada, hexagonal u otra geometría no circular.
El sistema de pinza "ER", desarrollado y patentado por Rego-Fix en 1973 y estandarizado como DIN 6499, es el sistema de sujeción más utilizado en el mundo y hoy está disponible en muchos fabricantes de todo el mundo. [7] [8] Las series estándar son: ER-8, ER-11, ER-16, ER-20, ER-25, ER-32, ER-40 y ER-50. El nombre "ER" proviene de una pinza "E" existente (que era una serie de nombres de letras) que Rego-Fix modificó y añadió "R" para "Rego-Fix". El número de serie es el diámetro de apertura del receptáculo cónico, en milímetros. Las pinzas ER se colapsan para sujetar piezas hasta 1 mm más pequeñas que el tamaño interno nominal de la pinza en la mayoría de las series (hasta 2 mm más pequeñas en ER-50 y 0,5 mm en tamaños más pequeños) y están disponibles en pasos de 1 mm o 0,5 mm. . Por lo tanto, un collar dado sostiene cualquier diámetro que va desde su tamaño nominal hasta su tamaño colapsado de 1 mm más pequeño, y un conjunto completo de collares ER en pasos nominales de 1 mm se adapta a cualquier diámetro cilíndrico posible dentro de la capacidad de la serie. Con un mandril de sujeción ER, las pinzas ER también pueden servir como dispositivos de sujeción para piezas pequeñas, además de su aplicación habitual como portaherramientas con mandriles de husillo. [9] Aunque son un estándar métrico, las pinzas ER con tamaños internos en pulgadas están ampliamente disponibles para un uso conveniente de herramientas de tamaño imperial. La geometría de resorte de la pinza ER se adapta bien sólo a piezas cilíndricas y no suele aplicarse a formas cuadradas o hexagonales como las pinzas 5C.
Los mandriles de pinza "Autolock" (Osbourn "Pozi-Lock" es un sistema similar) fueron diseñados para proporcionar una sujeción segura de las fresas con solo apretarlas manualmente. Fueron desarrollados en la década de 1940 por una empresa británica ahora desaparecida, Clarkson (Engineers) Limited, y se conocen comúnmente como mandriles Clarkson. Las pinzas Autolock requieren cortadores con extremos de vástago roscados para atornillar en la propia pinza. Cualquier rotación del cortador fuerza el collar contra el cono de la tapa del collar que sujeta firmemente el cortador; el ajuste del tornillo también evita cualquier tendencia del cortador a salirse. Las pinzas solo están disponibles en tamaños fijos, imperiales o métricos, y el vástago del cortador debe coincidir exactamente. [10]
La secuencia de apriete de las pinzas Autolock es muy mal entendida. La tapa del portabrocas en sí no aprieta el collar en absoluto; con la tapa apretada y sin ninguna herramienta insertada, el collar queda suelto en el portabrocas. Sólo cuando se inserta un cortador se presionará el collar contra el cono de la tapa. La parte posterior del cortador se engancha con un pasador de centrado y, al girarlo más, se impulsa el collar contra la tapa del portabrocas, apretándolo alrededor del vástago del cortador, de ahí el "Autolock".
La secuencia de instalación correcta según la especificación original es:
A medida que se utiliza la herramienta, una mayor rotación aprieta el collar y el pasador de centrado garantiza que la extensión y alineación de la herramienta permanezcan sin cambios. Sólo se necesita una llave para liberar la pinza bloqueada. [11]
Si bien las herramientas "Autolock" de vástago roscado se pueden sujetar con pinzas simples, como las ER, las herramientas de mango simple nunca deben usarse en una pinza "Autolock" ya que no quedarán sujetas ni alineadas adecuadamente.
Las pinzas R8 fueron desarrolladas por Bridgeport Machines, Inc. para su uso en fresadoras. Inusualmente, las pinzas R8 encajan en el cono de la máquina (es decir, no hay un mandril separado) y también se pueden instalar directamente herramientas con cono R8 integral. R8 fue desarrollado para permitir cambios rápidos de herramientas y requiere una coincidencia exacta entre el diámetro de la pinza y el vástago de la herramienta.
Las pinzas R8 tienen una ranura para evitar la rotación al colocarlas o quitarlas, pero es el cono comprimido y no la ranura lo que proporciona la fuerza motriz. Las pinzas se comprimen desde atrás mediante una barra de tiro, se liberan automáticamente y los cambios de herramientas se pueden automatizar.
A diferencia de la mayoría de los otros sistemas de pinzas de máquinas, las pinzas 5C se desarrollaron principalmente para sujetar piezas. Superficialmente similares a las pinzas R8, las pinzas 5C tienen una rosca externa en la parte posterior para cerrar la pinza y, por lo tanto, las piezas de trabajo pueden pasar directamente a través de la pinza y el mandril (las pinzas 5C a menudo también tienen una rosca interna para localizar la pieza de trabajo). También hay pinzas disponibles para sujetar piezas cuadradas y hexagonales. Las pinzas 5C tienen un rango de cierre limitado, por lo que los diámetros del vástago y de la pinza deben coincidir. También existen otras pinzas de la serie C (1C, 3C, 4C, 5C, 16C, 20C y 25C) con diferentes rangos de sujeción.
Un sistema de pinza con capacidades similares al 5C (originalmente un sistema propietario de Hardinge ) es el 2J (originalmente un sistema propietario de Sjogren, [12] un competidor de Hardinge, y que Hardinge asimiló posteriormente).
Las amoladoras de herramientas SO Deckel los utilizan. A veces se les llama pinzas U2.
La relojería en Waltham, Massachusetts, condujo a la invención de las pinzas. Todos los tornos de relojería utilizan pinzas cuyo tamaño se mide según su rosca exterior. El tamaño más popular es el de 8 mm, que existe en varias variaciones, pero todas las pinzas de 8 mm son intercambiables. Lorch, un fabricante de tornos alemán, comenzó con pinzas de 6 mm y los primeros Boley utilizaron una pinza de 6,5 mm. Las pinzas de 6 mm encajarán en un torno de 6,5 mm, pero es una mala práctica. Otro tamaño popular es el collarín de 10 mm utilizado por Clement y Levin. Para sujetar piezas, las pinzas tienen un tamaño de 0,1 mm, siendo el número en la cara el diámetro en décimas de milímetro. Por tanto, un 5 es un collar de 0,5 mm.
Las pinzas de relojero vienen en configuraciones adicionales. Hay pinzas escalonadas que avanzan hacia adentro para sujetar las ruedas dentadas por el perímetro exterior. Por lo general, se fabricaban en juegos de cinco para acomodar una variedad de ruedas dentadas de diferentes tamaños. Éstos, al igual que las pinzas rectas para sujetar varillas, se cierran por el cono exterior. Las pinzas para anillos también vienen en juegos de cinco y sujetan el trabajo desde el interior de un agujero. Se abren a medida que se aprietan mediante un cono exterior contra el cono exterior del cabezal del torno.
Las pinzas de reloj también incluyen adaptadores cónicos y mandriles de cera o cemento. Estas pinzas llevan un inserto, normalmente de latón, al que se pegan piezas pequeñas, normalmente con goma laca.
El libro El torno del relojero moderno y cómo usarlo [13] contiene tablas de fabricantes y tamaños; tenga en cuenta que se refiere a las pinzas básicas como mandriles de alambre dividido .
Estas pinzas son comunes especialmente en máquinas de producción, particularmente en tornos europeos con palanca o cierres automáticos. A diferencia de las pinzas de tracción, no se tiran hacia atrás para cerrar, sino que generalmente se empujan hacia adelante, manteniendo la cara en su lugar.
Pinzas que permiten una gama más amplia de sujeción de piezas mediante resortes o espaciadores elásticos entre mordazas; Estas pinzas fueron desarrolladas por Jacobs (Rubberflex), Crawford (Multibore) y Pratt Burnerd y, en algunos casos, son compatibles con determinados portabrocas con pinza de resorte.
El cono Morse es un cono de máquina común que se utiliza con frecuencia en taladros, tornos y fresadoras pequeñas. Los mandriles para taladrar suelen utilizar un cono Morse y se pueden quitar para acomodar brocas de cono Morse . Los juegos de pinzas de cono Morse suelen emplear pinzas ER en un adaptador para adaptarse al cono Morse. El adaptador tiene rosca para mantenerse en su lugar con una barra de tiro . Se pueden utilizar para sujetar herramientas de mango recto (taladros y fresas) de forma más segura y con mayor precisión (menos descentramiento ) que un mandril.
En una fresadora para madera (una herramienta eléctrica manual o de mesa que se utiliza para trabajar la madera ), la pinza es lo que mantiene la broca en su lugar. En EE. UU. generalmente es para brocas de 0,25 o 0,5 pulgadas (6,4 o 12,7 mm), mientras que en Europa las brocas suelen ser de 6, 8 o 12 mm (0,24, 0,31 o 0,47 pulgadas). La tuerca del collar es hexagonal en el exterior para que pueda apretarse o aflojarse con una llave estándar y tiene roscas en el interior para que pueda atornillarse al eje del motor .
Muchos usuarios (aficionados, artistas gráficos, arquitectos, estudiantes y otros) pueden estar familiarizados con las pinzas como parte de un cuchillo X-Acto o equivalente que sostiene la hoja. Otro ejemplo común es el collar que sostiene las puntas de una Dremel o una herramienta rotativa equivalente.
En la industria de los semiconductores , se utiliza una pinza de troquel para recoger un troquel de una oblea una vez finalizado el proceso de troquelado y unirlo en un paquete. Algunos de ellos están fabricados con caucho y utilizan vacío para recogerlos.
La mayoría de los motores de combustión interna utilizan un collar dividido para mantener las válvulas de admisión y de escape bajo una presión constante del resorte de la válvula, lo que devuelve las válvulas a su posición cerrada cuando los lóbulos del árbol de levas no están en contacto con la parte superior de las válvulas. Las dos mitades del collar tienen una nervadura interna elevada que se ubica en una ranura circular cerca de la parte superior de cada vástago de válvula, el lado exterior de las mitades del collar tiene un ajuste cónico en el retenedor del resorte (también conocido como collar), este cono bloquea el retenedor en su lugar y la nervadura elevada que se asienta en la ranura circular del vástago de la válvula también bloquea las mitades del collar en su lugar al vástago de la válvula. Para quitar las válvulas de una culata de cilindro, se utiliza un 'compresor de resorte de válvula' para comprimir los resortes de válvula ejerciendo fuerza sobre el retenedor del resorte, lo que permite quitar las pinzas; cuando se retira el compresor, el retenedor, el resorte y la válvula pueden luego ser retirado de la culata del cilindro. Se puede observar que el retenedor no se mueve cuando se utiliza el compresor de resorte de válvula, esto se debe a una acumulación de carbón que con el tiempo ha bloqueado ligeramente el retenedor y los collares. Un golpe ligero y brusco en la parte posterior del compresor de resorte de válvula, encima del vástago de la válvula, debería liberar el retenedor, permitiendo que los resortes se compriman mientras se recupera el collar dividido. Al volver a ensamblar, es difícil mantener los collares divididos en su lugar mientras se libera el compresor; al aplicar una pequeña cantidad de grasa en el lado interno de los collares divididos, se mantendrán en su lugar en el vástago de la válvula mientras se libera el compresor; El retenedor de resorte se eleva y bloquea las pinzas divididas cónicas en su lugar.
El Blaser R93 (y modelos relacionados) utiliza un sistema de bloqueo de perno exclusivo que emplea un collar expansible. El collar tiene segmentos en forma de L en forma de garra que miran hacia afuera desde el eje del cañón. Las múltiples garras brindan una gran área de contacto para distribuir la carga. A medida que se cierra la recámara , el collar se expande, extendiendo las garras hasta engancharse con una ranura anular en el cañón justo detrás de la recámara; bloqueando el cerrojo cerrado. [14] [15]
{{cite web}}: Falta o está vacío |title=( ayuda ){{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title (link){{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title (link)