Conceptos básicos del mecanizado de roscas: técnicas de corte, procesos y métodos

Las máquinas roscadoras son máquinas de fabricación importantes que se utilizan para hacer roscas en los componentes. Estas roscas son importantes porque ayudan a colocar pernos, etc. Las máquinas roscadoras se utilizan en todo, desde muebles hasta el sector aeroespacial. Este artículo le familiarizará con los conceptos básicos del mecanizado de roscas y cómo se utilizan en diferentes aplicaciones.

¿Qué es el mecanizado de roscas?

Esta sección es una sección introductoria relacionada con las máquinas roscadoras:

Definición de mecanizado de roscas en fabricación

En la fabricación, las máquinas roscadoras se utilizan para hacer ranuras en las piezas. Estas roscas o ranuras ayudan a soportar las fuerzas de tensión y de corte. Las máquinas roscadoras se utilizan para tornillos en piezas de maquinaria complejas, por lo que estas máquinas son de vital importancia en las industrias manufactureras. Existen estándares y especificaciones de roscas adecuados que se siguen durante el roscado de metales, etc.

¿Cómo se llama el proceso de roscado de metales y por qué es esencial para la precisión?

El proceso de roscar un metal se denomina simplemente proceso de roscado. Estas roscas internas o externas en las piezas son útiles para sujetar o asegurar las conexiones. Si estas roscas no son precisas, provocarán el aflojamiento de las conexiones y, en última instancia, fallas. Por eso es esencial realizar estas roscas con alta precisión.

Elaboración de hilos: métodos tradicionales y modernos

En la antigüedad, o mejor dicho, antes de la industrialización, existían herramientas manuales que se utilizaban para hacer ranuras sobre o dentro de los orificios de las piezas. Debido al trabajo manual, había poca precisión al hacer las ranuras y las probabilidades de lesiones humanas eran altas. La siguiente figura muestra algunas herramientas antiguas utilizadas para roscar.

Pero después de la innovación de las máquinas CNC, ahora estas herramientas funcionan automáticamente, reduciendo significativamente las posibilidades de error y lesiones humanas.

¿Quién inventó el hilo y cómo ha evolucionado a lo largo del tiempo?

Henry Maudslay inventó el proceso de roscado, pero luego estas herramientas se convirtieron en una compleja máquina manual. Ahora esta máquina es automática y trabaja con gran precisión.

Métodos de fabricación de roscas, desde troquelado manual hasta roscado CNC

Cuando comenzó la innovación, la gente intentó hacer sus vidas más fáciles innovando nuevos productos, materiales, etc. La conversión del troquelado manual al corte de roscas CNC fue importante para aumentar la tasa de producción con alta precisión.

Consideraciones de diseño para el mecanizado de roscas

Los factores importantes son:

• Propiedades materiales
• Tipo de hilo
• Aplicaciones

Parámetros clave para el mecanizado de roscas

Al realizar el mecanizado de roscas, tenga en cuenta los siguientes parámetros:

• Paso del tornillo
• Tamaño de hilo
• Ángulo de rosca estándar

Estos parámetros afectan las propiedades mecánicas de las piezas.

Paso de tornillo, tamaño de rosca y ángulo de rosca estándar

Paso del tornillo: Distancia entre las roscas

Tamaño de la rosca: El diámetro de las roscas.

Ángulo de rosca: ángulo de flanco a flanco

Existen algunos estándares para estos parámetros, por ejemplo, el ángulo de rosca estándar es 60ᵒ.

Relación entre el paso de rosca y la resistencia de la rosca

Si estas roscas están apretadas, la resistencia será mayor. Si estas roscas son anchas, la resistencia a la fuerza de corte aumenta.

Explicación de los tamaños de mecanizado de roscas y elección de las dimensiones correctas

Es importante crear roscas con mucha precisión según las dimensiones. Si estas roscas no coinciden con las dimensiones de los agujeros, etc., no se sujetarán firmemente y se producirán fallas.

3 tipos de roscas en el mecanizado

Existen muchos tipos de roscado con aplicaciones distintivas. Pero aquí, se familiarizará con los 3 tipos de roscas más comunes en el mecanizado:

Hilos de máquina

Habrás visto las roscas en los pernos y tornillos, estas roscas se denominan roscas de máquina. Estas roscas ayudan a fijar firmemente las tuercas o los pernos, etc. Las roscas de máquina dan como resultado usos más prolongados.

Hilos internos

Estas roscas se hacen en los lados internos de las tuercas para mejorar la fijación de los pernos, etc. No se limitan a las tuercas; también las verá en aplicaciones como plomería y piezas de maquinaria. Los tipos de roscas internas incluyen roscas cónicas y rectas.

¿Cuál es el proceso de realización de roscas internas?

• Hacer agujeros utilizando el proceso de perforación.
• Utilice las herramientas de roscado, etc.

Hilos externos

Como su nombre lo indica, las roscas se realizan sobre la superficie de distintas piezas. Algunos ejemplos comunes son los pernos y tornillos. Los tipos de roscas externas incluyen roscas métricas y unificadas. Puedes encontrar sus aplicaciones en la industria automotriz y de maquinaria.

Proceso de enhebrado: ¿cómo funciona?

Es importante saber cómo funciona un proceso de roscado para utilizarlo de forma eficaz. Factores como las máquinas, los materiales, etc. afectan las aplicaciones de las roscas.

¿Qué es el roscado en el mecanizado y sus aplicaciones clave?

En mecanizado, roscar significa hacer ranuras en las superficies de las piezas o dentro de ellas, como se puede ver en la siguiente figura:

Las aplicaciones son:

• Conexiones seguras
• Fijación firme de los componentes
• La durabilidad aumenta
• Integridad estructural mejorada

Proceso de roscado en tornos y máquinas CNC

Las roscas se cortan directamente con una herramienta de una sola punta en los tornos. Su precisión es menor y se utiliza en aplicaciones normales.

Gracias a la programación, el trabajo es automático en las máquinas CNC, la precisión es mayor y se requiere menos mano de obra.

La diferencia entre el corte de roscas y el conformado de roscas

La diferencia entre el corte de roscas y el conformado de roscas es simple. En el corte de roscas, se corta o se quita el material para formar las roscas. Se desplaza el material, no se lo quita para formar las roscas.

Corta hilos

• Hacer agujeros usando un taladro
• Seleccione las herramientas apropiadas
• Empezar el corte

Laminado de roscas frente a mecanizado de roscas

En el laminado de roscas, se lamina el material en lugar de cortarlo para hacer roscas en la superficie. El laminado de roscas da como resultado un menor desperdicio de material y roscas más resistentes. La desventaja de este proceso es que no es adecuado para todo tipo de materiales.

En el mecanizado de roscas, es necesario eliminar material para realizar las roscas. El material se elimina en forma de virutas, por lo que el desperdicio de material es mayor.

Métodos para cortar hilos

Los métodos incluyen roscado, torneado, fresado, taladrado con rosca y rectificado, que se analizan en esta sección:

Tapping

Este proceso se utiliza para realizar ranuras helicoidales en el material, para lo cual se utilizan herramientas de roscado. Su función es proporcionar conexiones seguras.

Torneado de hilo

Adecuadas para realizar roscas en formas cilíndricas. Las máquinas CNC son la mejor opción para tornear y lograr alta precisión en la producción en masa.

Fresado de rosca

El fresado de roscas se realiza para formar roscas mediante la extracción de material a través de una fresa. Proporciona:

• Un acabado superficial superior
• Hilos internos y externos
• Hilos profundos

El código G de Fanuc es un ejemplo de programa de fresado de roscas.

Rectificado de hilos

Si se necesita un nivel de precisión muy alto, como en el sector aeroespacial, donde los estándares de seguridad son muy altos, se utiliza el método de rectificado de roscas. La rectificadora se utiliza para realizar roscas.

Comparación de materiales para el mecanizado de roscas y dificultades técnicas

Hay dos aspectos importantes en el mecanizado de roscas: el material sobre el que se deben formar las roscas y la herramienta de roscado en cualquier método. El mecanizado se vuelve muy difícil cuando se necesitan o eligen materiales duros como el acero con alto contenido de carbono. Puede enfrentarse a problemas de rotura de herramientas e incluso lesiones a personas.

Herramientas para cortar roscas: machos de roscar, terrajas y más

Como ya he comentado antes, las herramientas de mecanizado de roscas son esenciales y es conveniente tener una idea de cuál es el mejor macho o terraja para el material correspondiente. La selección adecuada permite ahorrar dinero y tiempo, además de aumentar la tasa de producción.

¿Para qué se utilizan los machos de roscar y las terrajas?

Para roscas externas, utilice terrajas y machos para las roscas internas.

¿Qué es un grifo de arranque?

Se utiliza antes de iniciar el proceso de roscado principal, por eso se le llama macho de arranque. Un macho de arranque se utiliza a menudo cuando las roscas deben realizarse en materiales duros o cuando se requiere alineación.

Errores comunes de enhebrado que se deben evitar

Al roscar metales se deben evitar los siguientes errores:

• Selección inadecuada de herramientas de mecanizado de roscas
• Selección inadecuada de equipos de mecanizado de roscas
• Selección inadecuada de técnicas de mecanizado de roscas
• Seleccionar los materiales equivocados

¿Qué es el hilo cruzado?

El roscado cruzado significa que, al roscar metales, las roscas se mezclan o no se alinean correctamente. Esta desalineación da como resultado uniones débiles y fallas finales.

Cómo evitar el roscado cruzado durante el proceso de mecanizado

Hay algunos factores que se deben entender antes de comenzar el proceso de roscado en piezas de máquinas, etc., para evitar roscas cruzadas. Estos factores incluyen:

• No presione con demasiada fuerza al fijar un perno en una tuerca, etc.
• Practique el proceso de instalación antes de arreglar una junta crítica.
• Intenta mantenerte alineado

Calidad e inspección de la rosca

La calidad y la inspección son dos términos interconectados. Debes inspeccionar adecuadamente para obtener productos de la mejor calidad. Lo mismo ocurre con el mecanizado de roscas. Los procedimientos de calidad e inspección deben aplicarse antes, durante y después de la fabricación. Debes inspeccionar el material antes de llevarlo al mecanizado de roscas, si está defectuoso o no, etc., para evitar problemas durante la fabricación.

Cómo medir la precisión de la rosca y garantizar su precisión

Existen laboratorios o ingenieros de control de calidad que supervisan la calidad de las roscas. Existen diferentes herramientas y técnicas que ayudan a evaluar la precisión y garantizarla. Verifique parámetros como:

• La distancia entre las crestas del hilo
• Diámetro de la rosca
• Ángulo de rosca

Si estos factores están claros, entonces la producción es precisa y exacta.

Herramientas y técnicas utilizadas para medir roscas mecanizadas

Como usted sabe, las industrias manufactureras cuentan con laboratorios adecuados que contienen las herramientas necesarias para medir roscas mecanizadas como:

• Para encontrar el diámetro de la rosca, se utiliza el micrómetro de rosca.
• Comparador óptico para inspeccionar ángulos de rosca, etc.

• Para perfiles de rosca 3D, puede utilizar una máquina de medición de coordenadas (CMM)

Algunas técnicas comunes incluyen:

1. Inspección visual: Los errores en las roscas a menudo son visibles porque se producen sobre la superficie de la pieza.
2. Para comprobar el acabado de las roscas, como en el caso de los engranajes, se utilizan mediciones de rugosidad superficial.

Aplicaciones del mecanizado de roscas

1. En la sección industria del automóvilEl mecanizado de roscas se utiliza para hacer roscas en los sujetadores. Estos sujetadores se utilizan en bloques de motor, conjuntos de suspensión y sistemas de transmisión. Las piezas mecanizadas con rosca CNC proporcionan suficiente resistencia para soportar la carga.
2. Verá el uso extensivo de roscas de metal en álabes de turbinas, engranajes, sujetadores de fuselaje, etc. en el campo aeroespacialLos materiales como las aleaciones de Ti y Al se mecanizan mediante roscas mediante máquinas CNC.
3. En la sección Industria electrónicaLas piezas mecanizadas con rosca se utilizan como conectores, tornillos y carcasas en dispositivos eléctricos como teléfonos inteligentes.

Estas roscas son muy importantes porque proporcionan una distribución uniforme de la tensión, mayor resistencia y reutilización. Estas roscas se fabrican de acuerdo con las normas y especificaciones de roscado adecuadas.

Conclusión: Dominando el mecanizado de roscas

Concluiremos este artículo diciendo que es importante hacer las roscas en la superficie o dentro de los agujeros. Estas roscas proporcionan una mayor resistencia, una fijación firme de las piezas, lo que significa uniones fuertes, etc. Hay diferentes métodos disponibles para formar roscas, como encintado, rectificado, etc. Hay múltiples herramientas de roscado disponibles para hacer roscas y se utilizan diferentes herramientas y técnicas de inspección para mantener la precisión de las piezas de la máquina.

Preguntas frecuentes sobre el mecanizado de roscas

¿Es caro mecanizar roscas?

Depende de muchos factores, como los materiales elegidos, los métodos, etc. Los materiales duros, como los aceros con alto contenido de carbono, son difíciles de mecanizar, por lo que las roscas son caras.

Factores que influyen en el coste del mecanizado de roscas

Los factores principales son el tipo de material, el método de roscado, la máquina de roscar y las herramientas y técnicas de inspección de roscas.

¿Cuál es la diferencia entre troquel y macho en el corte de roscas?

La matriz y el macho de roscar son herramientas de roscado diferentes con un uso específico. La matriz se utiliza para hacer roscas en la superficie exterior, mientras que el macho de roscar se utiliza para hacer roscas dentro de un orificio de las piezas de la máquina.

¿Cómo se hacen las roscas en las máquinas CNC?

Realice los siguientes pasos:

• Seleccione la herramienta de roscado adecuada según el material.
• Arregla tu pieza de trabajo
• Introduzca las dimensiones en el programa del software CNC
• Iniciar el proceso de enhebrado

Fundición de roscas frente a roscado

En la fundición de roscas, las roscas se hacen durante el proceso de fundición o moldeo. Mientras se hace la rosca, se hacen roscas en los componentes premecanizados.