El husillo de un torno es una pieza muy práctica. Es como la estructura ósea que se usa para cortar la rosca. En resumen, ayuda a que la herramienta de corte se posicione con precisión sobre la pieza. Ese movimiento ya está controlado, por lo que es crucial para lograr la forma y el acabado adecuados. Así que, profundicemos en esta parte crucial del torno.
Primero lo primero: ¿qué es un husillo de torno? Bueno, los ingenieros lo saben, pero en términos sencillos, se puede decir que es una varilla larga y roscada paralela a la bancada del torno. Su función principal es convertir la rotación del motor del torno en movimiento lineal hacia adelante, hacia atrás y hacia los lados para el carro y la herramienta de corte. Este movimiento controlado es lo que permite realizar operaciones de mecanizado con precisión.
El husillo puede mantener un alto nivel de precisión y repetibilidad, lo cual es esencial. Esto es especialmente importante al cortar roscas. Me refiero, por ejemplo, a las roscas en una pieza de trabajo, cuando la herramienta de corte debe recorrer cierta distancia para una rotación de la pieza. Esta sincronización se consigue gracias al funcionamiento del husillo en conjunto con el sistema de engranajes del torno.
Aunque se utiliza principalmente para cortar roscas, el tornillo de avance también se puede utilizar para movimientos de avance extremadamente finos en algunos tornosAsí, en lugar de tener que manipular manualmente una manija para realizar ajustes menores, el husillo puede automatizar este proceso. Sin embargo, no usar el husillo para el avance general provocará un desgaste adicional, especialmente en un torno que no cuenta con una varilla de avance independiente.
Existen varios tipos de husillos, cada uno con sus propias ventajas y desventajas. Una de las diferencias más evidentes es el tipo de rosca que se utiliza en el husillo.
Tipos de tornillos de avance y sus ventajas y desventajas Otro gran diferenciador es el tipo de rosca del que está hecho el tornillo de avance.
Los husillos de avance en tornos suelen utilizar roscas Acme. Tienen un ángulo de rosca de 29 grados y un perfil trapezoidal. Su forma facilita su mecanizado en comparación con las roscas cuadradas y ofrece un buen equilibrio entre eficiencia y resistencia. Esto les permite soportar cargas moderadas con un movimiento suave.
Las roscas Acme tienen un perfil de 29 grados, un diseño excelente. Esto facilita mucho el corte continuo con herramientas estándar, lo que las hace más económicas de producir que las roscas cuadradas. Además, este ángulo garantiza un agarre de rosca suficiente para soportar cargas axiales elevadas, práctica habitual en el torneado. Por ello, son una excelente opción para la mayoría de los usos del torno, desde el torneado general hasta el roscado.
Las aplicaciones comunes de los husillos Acme incluyen prácticamente cualquier tipo de torno, desde tornos de motor hasta algunos tornos CNC para máquinas secundarias. Son populares para operaciones de mecanizado manuales y automatizadas debido a su precisión, potencia y precio. El énfasis aquí es que pueden soportar un uso intensivo en un taller de mecanizado típico.
El nombre sugiere que se trata de roscas cuadradas con perfil cuadrado. Generan la menor fricción, lo que las convierte en el tipo de rosca más eficaz para la transmisión de potencia. Por lo tanto, como puede ver, se utilizan comúnmente en aplicaciones con alta transferencia de potencia. Sin embargo, también son las más difíciles y costosas de fabricar.
Estas roscas son considerablemente cuadradas y, al ser sus flancos prácticamente perpendiculares al eje del tornillo, se minimizan las fuerzas radiales y la fricción en general en comparación con los diseños más comunes. Esta alta eficiencia permite una mayor conversión del par de entrada a movimiento lineal y es ideal para operaciones de alta resistencia.
Sin embargo, las roscas cuadradas tienen esquinas afiladas, lo que hace que su forma sea mucho más compleja de mecanizar con precisión. Por lo tanto, suelen requerir herramientas de corte especializadas de una sola punta y un mayor tiempo de mecanizado, lo que encarece su producción. Por ello, se utilizan principalmente para aplicaciones especializadas, donde su alta eficiencia compensa el aumento del coste de fabricación.
Roscas trapezoidales: Al igual que las roscas Acme, las roscas trapezoidales siguen el estándar métrico, pero tienen un ángulo de rosca de 30 grados. También se remachan en máquinas europeas. Descubrirá que el rendimiento de algunas roscas Acme es bastante similar.
La diferencia más clara entre las roscas trapezoidales y Acme reside en su geometría y en su comparación con las especificaciones de las normas. Las roscas trapezoidales están especificadas por la ISO (Organización Internacional de Normalización), lo que las ha convertido en la opción predeterminada en máquinas métricas, especialmente en Europa.
En cuanto al rendimiento, las roscas trapezoidales ofrecen valores de resistencia y eficiencia similares a los de las roscas Acme. El ángulo de rosca ligeramente diferente (30 grados en lugar de 29 grados) no introduce una diferencia apreciable en la mayoría de las aplicaciones de torno. Por lo tanto, la conclusión es que, si utiliza maquinaria métrica, probablemente utilizará husillos trapezoidales.
La rosca de refuerzo está diseñada para resistir cargas muy elevadas en una sola dirección. Por supuesto, presenta una morfología asimétrica: una casi perpendicular al eje del tornillo y la otra inclinada. Esto la hace ideal para aplicaciones donde la fatiga solo actúa en una dirección.
El flanco casi perpendicular de una rosca de refuerzo está diseñado para resistir eficazmente las cargas de empuje en una dirección. Sin embargo, debe compensarse con un flanco angulado que ofrece solo un soporte moderado y facilita el enganche de las roscas.
Por lo tanto, este diseño permite que este tipo de cilindros hidráulicos sean muy prácticos para dispositivos que aplican fuerza en una dirección principal, como prensas mecánicas, gatos y alguna otra maquinaria.
Las roscas de refuerzo pueden soportar la carga, pero no son tan comunes como el husillo central en tornos, ya que implican movimientos bidireccionales. Sin embargo, podrían utilizarse en mecanismos de torno específicos donde se requiere una fuerza unidireccional muy elevada.
A veces clasificados de forma diferente a los husillos de avance tradicionales, los husillos de bolas son una alternativa para aplicaciones de alta precisión, pero técnicamente su función es similar a la de los husillos de avance. Incorporan rodamientos de bolas entre el husillo y la tuerca para reducir la fricción.
Esto produce un movimiento muy suave y preciso. Los husillos de bolas se utilizan comúnmente en máquinas de alta precisión en talleres de mecanizado CNC. Sin embargo, son más costosos y podrían no absorber los impactos como los husillos tradicionales.
Para ello, utilizan rodamientos de bolas recirculantes entre el tornillo y la tuerca, lo que minimiza significativamente la fricción por deslizamiento de los husillos tradicionales. Esto produce un movimiento mucho más suave, con alta eficiencia y un desgaste mínimo.
Los husillos de bolas son la opción preferida para tornos CNC y otros equipos de mecanizado de alta precisión gracias a su alta precisión y baja fricción. Permiten un posicionamiento y movimiento muy precisos, necesarios en procesos de mecanizado sofisticados y complejos. Este rendimiento mejorado es costoso en comparación con los husillos de avance convencionales.
Los husillos de bolas también son más costosos de fabricar e instalar que los husillos de avance, aunque ofrecen mayor precisión y eficiencia. Debido a que la construcción de las roscas Acme o cuadradas es más robusta, también pueden ser más susceptibles a daños por impactos repentinos o vibraciones fuertes.
¿Por qué es importante? El husillo es fundamental para el funcionamiento y la precisión de un torno. Sin un husillo adecuado, muchas tareas cruciales serían imposibles o imprecisas.
Permitir un corte preciso Por supuesto, para configurarlo, el proceso de configuración inicial es bastante sencillo.
El husillo, del que hablamos anteriormente, contribuye a la creación de roscas precisas. El paso de la rosca que se corta en la pieza de trabajo es el resultado de la relación entre el paso (distancia entre roscas) del husillo y el engranaje del torno. Gracias a esta sincronización, las roscas se realizan de manera uniforme y según las especificaciones.
El mecanismo de husillo se utiliza en la mayoría de los tornos para alimentar automáticamente la herramienta de corte durante el torneado. Esto garantiza una velocidad constante de extracción de material y un acabado más uniforme en comparación con la alimentación manual. Por lo tanto, como se indica, contribuye a mejorar la calidad de la superficie.
La precisión del husillo afecta directamente la precisión de las piezas mecanizadas. Si el husillo está desgastado o dañado, no proporcionará dimensiones ni acabados precisos a la pieza. Tanto la precisión como la exactitud son fundamentales, y el husillo es esencial para satisfacer las altas exigencias de los clientes, ya que son tan precisos.
Cómo utilizar un husillo en un torno
Un husillo de avance es un eje largo con rosca fina. Sus roscas suelen ser Acme o trapezoidales, con baja holgura. Esto minimiza el juego y garantiza un posicionamiento preciso de las herramientas. Un tren de engranajes que conecta el husillo con el husillo de avance crea una relación de rotación fija entre el husillo y el de avance. Paso de rosca o velocidad de avance: Esta relación determina el paso de rosca o la velocidad de avance.
Las medias tuercas son tuercas partidas que se fijan a las roscas del husillo. Al acoplarse, ofrecen una conexión mecánica directa. Esta conexión transfiere el movimiento lineal del husillo al carro. Una caja de cambios de cambio rápido, también integrada en el tren de engranajes, permite diferentes relaciones de avance/husillo. Esto permite diversas velocidades de avance para cortar diferentes pasos de rosca.
Como cualquier componente mecánico, los husillos de avance son propensos al desgaste con el tiempo. Identificar los problemas comunes del torno y realizar prácticas de mantenimiento adecuadas es crucial para prolongar su vida útil y precisión.
Cualquier husillo puede presentar multitud de problemas, pero el más común es el desgaste. El desgaste de la rosca con el tiempo se debe a la fricción entre el husillo y la tuerca. Este desgaste puede causar holgura, juego o aflojamiento entre el husillo y la tuerca.
Se podría decir que es el fallo más frecuente que afecta la precisión del torno. Las imprecisiones se deben al juego, que altera significativamente la dirección de avance durante el mecanizado.
Los impactos o el manejo inadecuado también pueden dañar el husillo. La desalineación también puede deberse a un montaje inadecuado o al desgaste de los cojinetes de apoyo. Los daños o la desalineación pueden afectar drásticamente la precisión del movimiento del husillo.
Con el tiempo, el polvo y los residuos, como caspa, suciedad, virutas y otros residuos apócrifos, pueden acumularse en las roscas del husillo. Esto también puede afectar el buen funcionamiento de la tuerca y provocar desgaste.
La lubricación previene el desgaste y la consiguiente fricción del conjunto del husillo. La falta de lubricación o una lubricación inadecuada pueden generar fricción y calor adicionales, lo que resulta en una falla prematura.
Característica | Tornillo de avance | Tornillo de bola |
Fricción | Alto | Bajo |
Exactitud | Moderado | Alto |
Eficiencia | Más bajo | Más alto |
Costo | Más bajo | Más alto |
Tener puesto | Más alto | Más bajo |
Aplicaciones | Uso general | CNC de alta precisión |
No se asuste, el mantenimiento del husillo no es complicado. Manténgase limpio, especialmente las manos: la limpieza y la lubricación regulares son fundamentales. Notará que un husillo limpio de virutas y residuos no sufrirá desgaste prematuro.
El mantenimiento regular, así como la lubricación del tornillo de avance y la tuerca, ayudarán a reducir la fricción y aumentar la vida útil; para ello, lubrique la superficie con un aceite de máquina de buena calidad.
También es importante inspeccionar periódicamente el husillo para detectar signos de desgaste, daños o desalineación. Si observa demasiada holgura, podría ser necesario ajustar o reemplazar la tuerca del husillo.
Compruebe si hay un funcionamiento inusual. Sea espontáneo al verificar si hay ruidos o vibraciones inusuales durante el funcionamiento; puede ser una señal de un problema con el tornillo de avance o sus componentes de soporte.
En los tornos CNC (control numérico computarizado), desempeña un papel aún más crucial. Un movimiento preciso y repetible es fundamental para que una máquina CNC ejecute las instrucciones programadas.
A diferencia de los husillos de avance, la mayoría de los tornos CNC utilizan husillos de bolas de alta precisión para sus ejes de movimiento principales. Las máquinas CNC utilizan husillos de bolas, que ofrecen mucha menos fricción y mayor precisión que los husillos de avance, para el delicado trabajo que realizan.
En los tornos CNC, los husillos de avance (o husillos de bolas) son accionados directamente por servomotores que son un error del sistema informático del torno. El controlador envía comandos de posición a los servomotores, quienes a su vez giran los husillos de avance para desplazar el carro y la herramienta de corte según sea necesario. En este sistema interconectado que requiere precisión, todo importa.
Varios tornos CNC utilizan mecanismos de retroalimentación, como codificadores rotatorios o escalas lineales, para verificar la posición correcta del carro. Gracias a esta retroalimentación, el sistema puede realizar ajustes graduales para posicionar la herramienta de corte con precisión, con tolerancias ajustadas, lo que proporciona un amplio control sobre los resultados.
Desde hace siglos, el tornillo de avance sigue siendo un concepto básico, pero los cambios en los materiales y el diseño son continuos.
Se están investigando nuevos materiales y recubrimientos que ofrecen mayor resistencia al desgaste, menor fricción y mayor resistencia para su uso en husillos de avance. Esto puede resultar en una mayor vida útil y un mejor rendimiento.
Además, se están realizando mejoras de diseño, que incluyen mejores perfiles de rosca y sistemas de lubricación integrados, para aumentar el rendimiento de los tornillos de avance.
Con la llegada de tecnologías alternativas de movimiento lineal, como los motores lineales, en algunas aplicaciones de alta velocidad y alta precisión, los husillos tradicionales se irán eliminando gradualmente. Sin embargo, para muchas aplicaciones, especialmente aquellas que priorizan la rentabilidad y la fiabilidad, el husillo será un componente esencial en el futuro.
En esencia, el husillo de un torno parece simple, pero es crucial para ejecutar operaciones de mecanizado precisas. Su utilidad abarca desde facilitar el roscado preciso hasta el avance automático. La tecnología actual ofrece nuevos métodos para reducir la fricción, pero la teoría fundamental del husillo sigue siendo un elemento central del diseño del torno.
Entender su función, tipos y mantenimiento es fundamental para los profesionales que trabajan con tornos, ¡así que ahí lo tenéis!
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