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Un cono de máquina es un sistema para asegurar herramientas de corte , soportes de piezas 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 receptáculo hembra, que tiene un cono coincidente de igual ángulo .
Casi todos los husillos de máquinas herramienta, y muchos de herramientas eléctricas, utilizan un cono como método principal de fijación de herramientas. Incluso en muchos taladros de columna , taladros manuales y tornos, que cuentan con mandriles (como un portabrocas o un portapinzas ), el mandril se fija mediante un cono. En taladros, taladros de columna y fresadoras , el vástago de la herramienta o del portaherramientas es la parte macho, y el receptáculo hembra está integrado en el husillo. En los tornos , la parte macho puede pertenecer a la herramienta o al husillo; las puntas de los husillos pueden tener conos machos, conos hembras o ambos.
Explicación
Los operarios de máquinas herramienta deben poder instalar y desmontar herramientas de forma rápida y sencilla. Un torno , por ejemplo, tiene un husillo giratorio en el cabezal, al que se le puede acoplar un engranaje recto o una pinza de sujeción . Otro ejemplo es un taladro de columna , al que se le puede acoplar una broca directamente o mediante un portabrocas.
Prácticamente todas las fresadoras , desde las máquinas manuales más antiguas hasta las máquinas CNC más modernas , utilizan herramientas que se guían sobre una superficie cónica.
El sistema de montaje de herramientas con cono es sencillo, económico, altamente repetible y versátil. Permite el cambio rápido de herramientas, manteniéndolas posicionadas con precisión tanto concéntrica como axialmente gracias al cono. Además, facilita la transmisión de alta potencia a través de la interfaz, lo cual es esencial para el fresado.
Los conos de máquina se pueden agrupar en clases de autoapriete y autoliberación . En los conos de autoapriete, el macho y la hembra se encajan y se fijan entre sí hasta el punto de que se pueden resistir las fuerzas de perforación sin una barra de tracción, y la herramienta permanece en el husillo cuando está inactiva. Se extrae con una cuña cuando se necesita cambiar la herramienta. Los conos Morse y Jacobs son un ejemplo de la variedad de autoapriete. En los conos de autoliberación, el macho no se atasca en la hembra sin una barra de tracción que lo sujete. Sin embargo, con una buena fuerza de tracción, queda muy firmemente inmóvil. NMTB/CAT , BT y HSK son ejemplos de la variedad de autoliberación.
- Broca con vástago cónico Morse (MT) lista para ser insertada en el husillo del contrapunto del torno.
- Taladro alojado en el huso.
- Broca expulsada (nótese que el husillo se retrae en el contrapunto y que la broca sobresale más que en la imagen anterior).
- Husillo, vástago de broca y tornillo del husillo del contrapunto, que ilustran el contacto entre el tornillo y la broca al expulsarla.
Para cargas ligeras (como las que se encuentran en el contrapunto de un torno o en un taladro de columna), las herramientas con conos autoajustables 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 contacto proporciona una gran transmisión de par , por lo que no se requieren barras de tracción , estrías ni chavetas.
Para su uso con cargas pesadas (como las que se producen 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 fija a la rosca o a la cabeza de un perno de tracción atornillado en ella. A continuación, se aprieta la barra de tracción, fijando firmemente el vástago al husillo. La barra de tracción es importante en las fresadoras, ya que, de lo contrario, la fuerza transversal provocaría que la herramienta se desviara 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 los de autoajuste no se sujetarán de forma fiable, si estos problemas interfieren con el asentamiento del macho en el hembra con un contacto firme en toda la superficie cónica. Los maquinistas reciben formación sobre cómo mantener limpios los conos y manipularlos de forma que se eviten las muescas causadas por otras herramientas. Los ciclos de cambio de herramientas CNC suelen incluir un chorro de aire comprimido mientras se cambia un portaherramientas por el siguiente. El chorro de aire tiende a eliminar las virutas que, de otro modo, podrían interferir entre el portaherramientas y el husillo.
Usar
Las herramientas con vástago cónico se insertan en un casquillo cónico correspondiente y se empujan o giran hasta colocarlas en su sitio. Luego se mantienen fijas por fricción. En algunos casos, es necesario reforzar el ajuste por fricción, por ejemplo, utilizando una barra de tracción , que consiste básicamente en un perno largo que sujeta la herramienta al casquillo con más fuerza que la que se podría conseguir por otros medios.
Se debe tener precaución en las situaciones habituales de taladrado o torneado, que no cuentan con una barra de tracción para acoplar el cono, si se utiliza una herramienta que requiere un par elevado pero 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 rotacional considerable. En cambio, la acción de corte requerirá muy poca fuerza de empuje o avance. El empuje ayuda a mantener el cono en su sitio y proporciona un acoplamiento por fricción esencial.
La espiga no está diseñada para soportar fuerzas de torsión suficientes para provocar que el cono se deslice, y en estas circunstancias suele romperse. Esto permite que la herramienta gire dentro del cono hembra, lo que probablemente la dañe. Existen escariadores de cono Morse para mitigar daños menores.
Los vástagos cónicos se adhieren mejor a la cavidad cuando tanto el vástago como la cavidad están limpios. Los vástagos se pueden limpiar con un paño, pero las cavidades, al ser profundas e inaccesibles, se limpian mejor con una herramienta especializada para la limpieza de conos, que se inserta, se gira y se retira.
Las herramientas de vástago cónico se extraen de un alojamiento utilizando diferentes métodos, según el diseño del alojamiento. En taladros y herramientas similares, la herramienta se extrae insertando un bloque de metal en forma de cuña llamado "punzón" en un orificio transversal rectangular a través del alojamiento y golpeándolo. A medida que la sección transversal del punzón aumenta al introducirlo más profundamente, el resultado es que el punzón, presionando contra el borde delantero de la espiga, empuja la herramienta hacia afuera. En muchos contrapuntos de torno , la herramienta se extrae retirando completamente el husillo dentro del contrapunto, lo que hace que la herramienta se apoye contra el extremo del husillo de avance o un perno interno, separando el cono y liberando la herramienta. Cuando la herramienta está retenida por una barra de tracción, como en algunos husillos de fresado, la barra de tracción se desenrosca parcialmente con una llave y luego se golpea con un martillo, lo que separa el cono, momento en el que la herramienta se puede desenroscar más y extraer. Algunos husillos de fresado tienen una barra de tracción cautiva que expulsa la herramienta cuando se desenrosca activamente más allá de la etapa de holgura; Estos no requieren roscado. Para enchufes simples con acceso abierto al extremo posterior, se inserta un punzón axialmente desde atrás y se extrae la herramienta mediante roscado.
Tipos
Existen muchos tipos de conicidad estándar, que difieren según lo siguiente:
- el diámetro en el extremo pequeño del cono truncado ("el diámetro menor")
- el diámetro en el extremo más ancho del cono truncado ("el diámetro mayor") y
- la distancia axial entre los dos extremos del cono truncado.
Los estándares se agrupan en familias que pueden incluir diferentes tamaños. La conicidad dentro de una familia puede ser uniforme o no. Las conicidades de Jarno y NMTB son uniformes, pero las de las familias Jacobs y Morse varían.
Existen adaptadores que permiten utilizar un tipo de herramienta cónica, por ejemplo Morse, en una máquina con una conicidad diferente, por ejemplo R8, o viceversa, y adaptadores más sencillos que consisten en un manguito cónico externo e interno para permitir el uso de una herramienta Morse pequeña en una máquina de mayor diámetro.
Uno de los primeros usos de los conos fue para montar brocas directamente en máquinas herramienta, como en el contrapunto de un torno, aunque posteriormente se desarrollaron portabrocas que sujetaban brocas de vástago paralelo.
Brown y Sharpe
Los conos Brown & Sharpe (abreviados BS o B&S), 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 los más comunes el 7, el 9 y el 11. La conicidad real de estos conos se encuentra dentro de un rango estrecho cercano a 0,500 pulgadas por pie (41,67 mm por metro).
Jacobs
El cono Jacobs (abreviado JT) se usa comúnmente para fijar los portabrocas de taladros a un mandril . Los ángulos del cono no son uniformes, variando desde 1,41° por lado para el n.° 0 (y el poco común n.° 2 + 1/2 ) hasta 2,33 ° por lado para el n.° 2 (y el n.° 2 corto).
También existen varios tamaños entre el número 2 y el número 3: número 2 corto, número 6 y número 33.
Jarno
Las conicidades Jarno utilizan un esquema muy simplificado. La tasa de conicidad es de 1:20 en el diámetro, es decir, 0,600" de diámetro por pie, 0,050" de diámetro por pulgada. Las conicidades van desde el número 2 hasta el número 20. El diámetro del extremo más grande en pulgadas siempre es el tamaño de la conicidad dividido por 8, el extremo más pequeño siempre es el tamaño de la conicidad dividido por 10 y la longitud es el tamaño de la conicidad dividido por 2. Por ejemplo, una Jarno n.° 7 mide 0,875" (7/8) de ancho en el extremo más grande. El extremo más 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 .
morse
El cono Morse (abreviado MT) 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, incluyendo 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 brocas helicoidales de vástago cónico y escariadores de máquina, en los husillos de taladros industriales y en los contrapuntos de tornos. El ángulo de conicidad del cono Morse varía ligeramente con el tamaño, pero suele ser 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 ]
Tamaños
Los conos Morse vienen en ocho tamaños identificados por números enteros del 0 al 7, y un medio tamaño (4.5, que es menos común, pero se usa en algunos tornos de tamaño mediano donde se necesita un cono ligeramente mayor que MT4 sin pasar al mucho mayor MT5). A menudo la designación se abrevia como "MT" seguido de un dígito, por ejemplo, un cono Morse número 4 sería MT4 (otra abreviatura común que proviene del alemán es "MK" para Morsekegel). El cono MT2 es el tamaño que se encuentra con más frecuencia en taladros de hasta 13 mm ( 1/2 " ) de capacidad. Ocasionalmente se encuentran versiones cortas (stub), con el mismo ángulo de cono pero un poco más de la mitad de la longitud habitual, para los tamaños de números enteros del 1 al 5. Existen estándares para estos, que, entre otras cosas, a veces se usan en cabezales de torno para preservar un orificio pasante de husillo más grande.
Tipos de extremo
Los conos Morse son de tipo autosujeto y pueden tener tres tipos de extremos:
- espiga (ilustrada) para facilitar el accionamiento positivo, evitando el deslizamiento [ 4 ]
- roscado para ser sujeto en su lugar con una barra de tracción
- plano (sin espiga ni sección roscada)
Los conos autoajustables dependen de una fuerte preponderancia de la carga axial sobre la radial para transmitir pares elevados. Pueden surgir problemas al usar brocas grandes en relación con el vástago, si el orificio piloto es demasiado grande. El tipo roscado es esencial para cualquier carga lateral, especialmente en el fresado. La única excepción es que tales situaciones desfavorables pueden simularse para liberar un vástago atascado. Permitir vibraciones ayudará a liberar el agarre. El ángulo de cono agudo (estrecho) puede provocar este tipo de atascos con cargas axiales elevadas o durante períodos prolongados.
Ocasionalmente se ven fresas de extremo con vástago cónico Morse y espiga: por seguridad, deben usarse con un collarín en C o similar, que se ajusta al cuello entre la fresa y el vástago, y se ejerce presión contra el extremo más ancho del cono.
La conicidad en sí es de aproximadamente 52 mm por metro (5/8" por pie, o poco menos de 1,5 grados), pero las proporciones y dimensiones exactas para los distintos tamaños de conicidades tipo espiga se indican a continuación.
Dimensiones
Conos B
Los conos de la serie B son un estándar DIN (DIN 238) que se utiliza normalmente para acoplar mandriles a sus ejes, al igual que la antigua serie de conos Jacobs. Cada cono de la serie B es, en efecto, el extremo pequeño o grande de un cono Morse.
- B10 = extremo pequeño de MT1 (D = 10,095 mm)
- B12 = extremo grande de MT1 (D = 12,065 mm)
- B16 = extremo pequeño de MT2 (D = 15,733 mm)
- B18 = extremo grande de MT2 (D = 17,780 mm)
- B22 = extremo pequeño de MT3 (D = 21,793 mm)
- B24 = extremo grande de MT3 (D = 23,825 mm)
El número que sigue a la B es el diámetro (D) del extremo grande del cono al milímetro más cercano, y 'aproximadamente' 1 mm más grande que el extremo pequeño del casquillo (~2 mm en el caso de B22 y B24) [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]
Familia de conos NMTB
La Asociación Nacional de Fabricantes de Máquinas Herramienta (ahora llamada Asociación para la Tecnología de Fabricación) definió un cono pronunciado que se usa comúnmente en fresadoras. El cono se conoce como NMTB, NMT o NT. El cono 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 este cono, pero vienen en diferentes tamaños: NMTB-10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50 y 60. Estos conos también fueron especificados en ASA (ahora ANSI) B5.10-1943.
NMTB es un cono de liberación automática o de liberación rápida. A diferencia de los conos de retención automática más agudos mencionados anteriormente, estos conos no están diseñados para transmitir un par elevado; los pares elevados se transmiten mediante chavetas de accionamiento que se acoplan a las ranuras de la brida. [ 9 ] [ 10 ] El objetivo es permitir un cambio rápido y sencillo entre diferentes herramientas (ya sea de forma automática o manual) al tiempo que se garantiza que la herramienta o el portaherramientas estén conectados de forma firme y rígida al husillo, y coaxiales con precisión con él. El extremo más grande adyacente a la herramienta proporciona mayor rigidez que la que se puede lograr con conos Morse o R8 instalados en máquinas similares.
La patente 1794361 (presentada el 25 de marzo de 1927) describe formas de husillo y herramienta para fresadoras con un cono pronunciado. [ 11 ] La patente fue asignada a Kearney & Trecker Corporation, Brown & Sharpe y Cincinnati Milling Machine Company . La patente buscaba un cono que liberara la herramienta libremente y descubrió que un cono de 3,5 en 12 tenía esa propiedad. [ 12 ] La patente también utilizaba chavetas, ranuras y una cola en el vástago de la herramienta para evitar que este se saliera 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 cono 30, 40, 45, 50, 60. [ 13 ] Las especificaciones describen la posición de la chaveta de accionamiento y la brida y la rosca del perno de la barra de tracción que sujeta el vástago en el husillo.
El utillaje se denomina Cambio Rápido; Asociación Nacional de Fabricantes de Máquinas Herramienta, 1927; NMTB; Cono de Máquina Estándar Estadounidense, 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, cono ISO, 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 una conicidad de 7 en 24, pero también contaban con una cola (piloto) de diámetro constante en el extremo del vástago, tal como se describía en la patente de 1927.
derivados de NMTB
Las variaciones de diseño posteriores eliminaron la cola (acortando el vástago) e incorporaron una ranura en V en la brida para facilitar el cambio automático de herramientas. Los diseños modernos comenzaron a utilizar barras de tracción motorizadas que sujetaban pernos de tracción (también conocidos como pomos de retención) atornillados al vástago de la herramienta, en lugar de barras de tracción roscadas. La barra de tracción motorizada sujetaba el perno de tracción en lugar de atornillarse al vástago de la herramienta, lo que permitía cambios de herramienta automáticos más rápidos.
Los diseños de portaherramientas más modernos se conocieron como "brida en V" de Caterpillar, CAT, brida en V (ANSI B5.50), que posteriormente se codificó bajo la norma ISO 7388-1.
Otros derivados incluyen:
- SK (DIN ISO 7388-1): muy similar, pero requiere modificaciones para ser intercambiable con CAT-V/ANSI B5.50. Ambos diseños están incluidos en la norma ISO 7388-1.
- ISO, Internacional (INT),
- BT (MAS 403/ JIS B6339 / ISO 7388-2): estándar de origen japonés, derivado de ANSI B5.50. Este es el diseño de portaherramientas más común en Asia oriental. No es compatible con CAT-V. Se puede cargar manualmente en husillos CAT-V con un adaptador de perno de tracción con rosca métrica, pero no funciona con cambiadores de herramientas para este tipo de husillos.
Una vez más, existen variaciones modestas en las herramientas. [ 14 ] Aunque las dimensiones básicas del cono son las mismas, existen diferencias en las bridas, los tamaños de las ranuras en V, los chaveteros de accionamiento y las dimensiones de los pernos de tracción; las versiones internacionales utilizan tamaños métricos y, en particular, roscas de pernos métricas.
Conicidad HSK
Los portaherramientas HSK se desarrollaron a principios de la década de 1990. HSK significa Hohlschaftkegel ; en alemán, "conos de vástago hueco".
Las conicidades pronunciadas (por ejemplo, NMTB y sus derivados) tienden a perder rigidez y precisión a alta velocidad, ya que sus vástagos macizos son más rígidos que los husillos en los que se insertan. Bajo una alta fuerza centrífuga, el husillo se expande más que el portaherramientas, lo que modifica su longitud total. Es decir, a medida que el husillo se expande hacia afuera, el portaherramientas tiende a introducirse más profundamente en el husillo a lo largo del eje Z, lo que puede provocar la producción de piezas fuera de tolerancia. Además, la parte más delgada de la interfaz del husillo es el hombro frontal, que tiende a expandirse más. Esta zona entra en contacto con la parte más rígida del portaherramientas, donde las fuerzas radiales también son máximas. Esto reduce significativamente la rigidez de la interfaz del husillo, permitiendo una mayor deflexión del portaherramientas bajo carga de corte, especialmente con herramientas largas. El portaherramientas puede oscilar o desplazarse ligeramente de lado a lado debido a la deformación elástica. Generalmente, esto provoca una precisión de concentricidad deficiente, mayor vibración y una vida útil de la herramienta excesivamente corta. En el caso más extremo, puede provocar desgaste por fricción en la superficie del husillo debido a un 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 contrae al girar a alta velocidad. Además, el portaherramientas 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 dilatación térmica o fuerza centrífuga en el 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 un cono poco profundo, 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 receptáculo. Las paredes delgadas, el vástago corto y el cono poco profundo proporcionan una gran abertura en la parte posterior de la herramienta. Una pinza expansible se ajusta 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 receptáculo, comprimiéndolo hasta que la brida se asienta contra la parte frontal 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 fuerza las paredes del vástago del portaherramientas a permanecer en contacto con la pared del husillo.
El diseño HSK se desarrolló como un estándar no propietario. El grupo de trabajo que elaboró el estándar HSK estuvo integrado por representantes del ámbito académico, la Asociación Alemana de Fabricantes de Herramientas y un grupo de empresas internacionales y usuarios finales. El resultado fueron las normas alemanas DIN 69063 para el husillo y 69893 para el vástago. El grupo de trabajo HSK no adoptó un diseño de producto específico, sino un conjunto de estándares que definían los portaherramientas HSK para diferentes aplicaciones. El grupo definió un total de seis formas de vástago HSK, en nueve tamaños.
Los tamaños se identifican por el diámetro de la brida del vástago en milímetros. Estos diámetros se toman de la serie de números preferidos R10′ , que va de 25 a 160 mm.
Actualmente, las formas de vástago se designan con las letras A a F y T. Las principales diferencias entre las formas radican en la posición de las ranuras de accionamiento, las ranuras de posicionamiento de la pinza, los orificios de refrigeración y el área de la brida.
La forma A es la básica. El vástago de forma B es una variante para aplicaciones de alto par 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 las formas A y B para uso manual, eliminando características para dar cabida a los cambiadores automáticos de herramientas, como una ranura en V y las ranuras de orientación asociadas, y un hueco para un chip RFID.
Las bridas y conos de las formas E y F son similares a las de las formas A y B, pero están diseñados para el mecanizado a muy alta velocidad (20.000 rpm o más) de materiales ligeros, eliminando todas las características asimétricas para minimizar el desequilibrio y la vibración.
ASME B5.62 "Herramientas cónicas huecas con contacto de cara de brida" [ 17 ] e ISO 12164-3:2014 "Dimensiones de vástagos para herramientas estacionarias" [ 18 ] incluyen una forma T adicional, que es compatible bidireccionalmente con la forma A, pero tiene una tolerancia mucho más estricta en los anchos de las chavetas y 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 interferencia entre el vástago y el cono. Todas estas fuerzas se generan y controlan mediante los parámetros de diseño de los componentes acoplados. Tanto el vástago como el husillo deben tener conos que encajen con precisión y caras perpendiculares al eje del cono. Existen varios métodos de sujeción HSK. Todos utilizan algún mecanismo para amplificar la acción de sujeción de los segmentos de la pinza, espaciados uniformemente. Cuando el portaherramientas se sujeta al husillo, la fuerza de tracción produce un contacto firme metal-metal entre el vástago y el diámetro interior de la unidad de sujeción. Una aplicación adicional de la fuerza de tracción bloquea firmemente los dos elementos, creando una unión con un alto nivel de rigidez radial y axial. A medida que los segmentos de la pinza giran, el mecanismo de sujeción adquiere fuerza centrífuga. El diseño HSK aprovecha la fuerza centrífuga para aumentar la resistencia de la unión. La fuerza centrífuga también provoca que las paredes delgadas del vástago se desvíen radialmente a mayor velocidad 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 las que más utilizan portaherramientas HSK. Otra industria que está experimentando un uso creciente es la de moldes y matrices.
PSC
PSC significa "Polygonal Shank Conical" (Vástago Cónico Poligonal). Desarrollado originalmente en 1989 por Ken Andersson, quien 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 posibilidad de que se produjeran copias de baja calidad que no encajaban bien con las herramientas de la marca Capto vendidas anteriormente y con las producidas por sus licenciatarios. Por lo tanto, Sandvik buscó la certificación para el estilo de interfaz de ISO International a mediados de la década de 2000. En 2007, el PSC se publicó bajo la norma ISO 26623. Así, los portaherramientas y husillos que cumplen con la norma ISO 26623 son totalmente compatibles con las herramientas de la marca Capto.
El PSC comparte varias 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 la sujeción mediante una pinza de expansión interna. 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 poco profunda de 2,88° en el 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 un rango de aplicación más amplio. Esto mejora la intercambiabilidad.
La transmisión de par se logra mediante la presión en las esquinas del vástago, en lugar de utilizar chavetas o fricción entre el husillo y el vástago. Además de la rigidez axial y radial, esto proporciona una mayor repetibilidad angular y una rigidez torsional superior a la de otras interfaces. Las presiones resultantes del par aplicado mejoran la rigidez al distribuirse sobre una superficie mucho mayor del vástago. El vástago cónico permite un ajuste de interferencia leve con el husillo, sin necesidad de espacio libre para el desmontaje, lo que mejora la repetibilidad angular.
El sistema PSC es popular en centros combinados de torneado y fresado con un solo husillo de herramientas de 3 o 4 ejes, así como en tornos revólver CNC , gracias a su excelente repetibilidad angular y rigidez torsional fuera del eje. Admite herramientas de torneado estáticas/fijas fuera del eje y es adecuado para tornos revólver con un gran número de estaciones de herramientas motorizadas. Proporciona una interfaz única de cambio rápido tanto para herramientas motorizadas como estáticas. Puede reemplazar las herramientas estáticas convencionales de vástago cuadrado o redondo, lo que reduce considerablemente el tiempo de preparación al cambiar herramientas desgastadas. El sistema PSC ofrece un rendimiento superior para cabezales de mandrinado motorizados/motorizados, permitiendo mayores avances y mejores acabados superficiales.
PSC está disponible en los siguientes tamaños:
- C3 (PSC32)
- C4 (PSC40)
- C5 (PSC50)
- C6 (PSC63)
- C8 (PSC80)
- C10 (PSC100)
R8
Este cono fue diseñado por Bridgeport Machines, Inc. para su uso en sus fresadoras. Los conos R8 no son autoajustables, por lo que requieren una barra de tracción que se extiende a través del husillo hasta la parte superior de la máquina para evitar que se aflojen cuando se encuentran fuerzas laterales. También están chavetados (ver imagen) para evitar la rotación durante la inserción y extracción, aunque es el cono el que transmite el par durante el uso. La rosca de la barra de tracción es típicamente de 7 ⁄ 16 ″–20 tpi ( UNF ). El ángulo del cono es de 16°51′ (16,85°) con un OD de 1,25″ y una longitud de 15 ⁄ 16 ″. [ 21 ] (fuente, fabricante Bridgeport) El diámetro de la porción de posicionamiento paralelo no es un tamaño de "pulgada fraccionaria" como las otras dimensiones y es de 0,949″ a 0,9495″.
Las herramientas con 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 mecanizada. Las pinzas tienen un orificio de precisión con ranuras de compresión axial para sujetar las herramientas de corte y están roscadas para la barra de tracción. El sistema R8 se utiliza comúnmente con pinzas de diámetros que van desde 1/8" hasta 3/4 " o portaherramientas con diámetros iguales o ligeramente mayores. 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 corte, fresas de plaquitas indexables, etc., pueden tener un vástago cónico R8 integrado o añadido a la herramienta.
El cono R8 se encuentra comúnmente en molinos Bridgeport y otros molinos de torreta similares de EE. UU., o en copias (muy comunes) de estos molinos de otros países. Su popularidad se debe en gran parte al éxito de Bridgeport y otros molinos que se inspiraron en él y se fabricaron durante gran parte del siglo XX.
Véase también
Referencias
- ↑ Historia de las herramientas de corte Morse Archivada el 10 de mayo de 2015 en Wayback Machine .
- ↑ Schramm, M.; Wirtz, DC; Holzwarth, U.; Pitto, RP (abril de 2000). "La unión cónica Morse en la artroplastia de cadera de revisión modular: un análisis biomecánico y de recuperación". Biomed Tech (Berl) . 45 (4): 105– 9. doi : 10.1515/bmte.2000.45.4.105 . PMID 10829545. S2CID 21186374 .
- ↑ Shafie, Hamid R. (9 de julio de 2014). Manual clínico y de laboratorio de pilares de implantes dentales . John Wiley & Sons. ISBN 9781118928530.
- ↑ Judge, Arthur W (1940-1950). Práctica de taller de ingeniería (Edición nueva y revisada ). Caxton. pp. vol i 137.
- ↑ "Copia archivada" (PDF) . Archivado del original (PDF) el 30 de diciembre de 2019. Recuperado el 30 de diciembre de 2019 .
{{cite web}}: CS1 mantenimiento: copia archivada como título ( enlace ) - ↑ "Dimensiones del cono del portabrocas" .
- ↑ "Mandriles de vástago cónico para portabrocas" (PDF) . Archivado del original (PDF) el 2 de julio de 2019. Consultado el 2 de julio de 2019 .
- ↑ El ángulo del cono es 2 atan(7/48) .
- ↑ Burlingame, Luther D. (diciembre de 1918), "Estándares para vástagos y casquillos cónicos grandes" , Journal of the American Society of Mechanical Engineers , 40 (12): 1014–1016 ,
Como se muestra en la Tabla 1, las conicidades bien establecidas para vástagos y casquillos que se utilizan actualmente varían de
1/2
pulg . a
1
pulg. o más por pie, 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 posibilidad de deslizamiento producido por la pieza no es tan grande y el "agarre" de la conicidad cuando se fuerza en el casquillo es suficiente para asegurar un accionamiento efectivo. En los tamaños más grandes, se deben proporcionar espigas o lengüetas para ayudar en el accionamiento y en los tamaños aún más grandes se necesitan llaves de algún tipo, ya que, a menos que el ángulo de conicidad sea muy leve, las espigas son propensas a torcerse. Cuando se dispone de este tipo de medios auxiliares de accionamiento, la conicidad puede hacerse más pronunciada, lo que ofrece la ventaja de que las piezas pueden separarse más fácilmente.
- ↑ Armitage et al. 1931 , p. 3, afirman: "El [vástago de la herramienta] ahora está firmemente acoplado al husillo, las porciones cónicas complementarias sirven para asegurar una alineación axial precisa, mientras que las chavetas y ranuras complementarias sirven para impulsar el [vástago de la herramienta] desde el husillo en cualquier dirección de rotación y la [barra de tracción] mantiene el [vástago de la herramienta] firmemente asentado en dicha posición."
- ↑ US 1794361 , Armitage, Joseph B.; Kearney, Edward J. y Graves, Benjamin P. et al., "Husillo y herramienta para fresadora", publicado el 3 de marzo de 1931
- ^ Armitage y col. 1931 , pág. 2
- ↑ Manual de maquinaria (22.ª ed.), Industrial Press, 1987, págs. 1748–1752 , ISBN 0-8311-1155-0
- 1 2 "Vástagos para máquinas herramienta (cónicos)" .
- ↑ "Interfaz cónica hueca con superficie de contacto de brida — Parte 2: Receptores — Dimensiones" (PDF) . Archivado del original (PDF) el 5 de mayo de 2024.
- 1 2 https://www.guhring.com/media/InteractiveCatalog/0liycdytcrk/index.html#p=288 , Proveedor de catálogos de Guhaing
- ↑ Herramientas cónicas huecas con contacto entre la brida y la cara, ASME B5.62 , Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos
- ↑ ISO 12164-3:2014 "Interfaz cónica hueca con superficie de contacto de brida—Parte 3: Dimensiones de vástagos para herramientas estacionarias"
- ↑ "¿Qué es HSK-T?" (PDF) . NT Tool Co. 9 de octubre de 2014. Consultado el 9 de febrero de 2018 .
- ↑ "Polygon Power" . www.ctemag.com . Consultado el 22 de marzo de 2024 .
- ^ Dimensiones del cono de la máquina herramienta: Bridgeport R8 y Deckel Int40
Fuentes
- Máquinas herramienta – Conos autoajustables para vástagos de herramientas , ISO, 1991, ISO 296:1991
Enlaces externos
- Descripción general de las velas de hierro forjado
- Identifique rápidamente su cono Morse
- "Vástagos para máquinas herramienta (cónicos)" . www.tools-n-gizmos.com . Consultado el 25 de junio de 2025 .
- "Preguntas" . Archivado del original el 16 de marzo de 2011. Consultado el 25 de junio de 2025 .
- "Conicidad pronunciada y conicidad rápida: AT3 y su significado - DL Industrial Supply Inc" . Archivado del original el 8 de junio de 2013. Consultado el 25 de junio de 2025 .
- Máquinas herramienta
- carpintería