Tipos de Tornillos, Tuercas, Arandelas y Técnicas de Corte Industrial: Todo lo que Necesitas Saber

Tipos de Tornillos, Tuercas y Arandelas

Tornillos

Tipos de cabeza:

Hexagonal
Redondeada
Avellanada
Cilíndrica
Fresada (ranura recta)
Phillips (ranuras cruz)
Torx (hueco estrella)
Allen
Cuadrada

Designación: M10 x 1,5 x 45

Resistencia:

Calidades: 4.6, 5.6, 5.8, 6.8, 8.8, 10.9 y 12.9

El primer número, multiplicado por 100, representa la resistencia del tornillo a rotura, en Newtons por milímetro cuadrado. Esto es, un tornillo 6.8 tiene una resistencia, o límite de rotura de 6×100, 600 N/mm². Esta resistencia que marca el primer número es aquella que una vez superada, el tornillo va a partirse.

El límite elástico de un material es aquel valor de tensión el cual puede soportar sin sufrir una deformación permanente. Lo ideal cuando seleccionamos un tornillo para aplicaciones generales es seleccionarlo de manera que no vaya a traspasar, incluido un margen de seguridad, su límite elástico en servicio.

El segundo número quiere decir que porcentaje del límite de rotura es el límite elástico. Un ejemplo: El tornillo 6.8 tiene 600 N/mm² de límite de rotura. El .8 nos dice que el 80% del límite de rotura es el límite elástico. Así pues, el limite elástico de este tornillo sería 600*0.8 = 480N/mm².

Tuercas

Hexagonal: su altura se hace en función del diámetro nominal de la rosca, se clasifica por normales y rebajadas.
Hexagonales ciega: Su uso está generalizado en especial cuando vayan a ser vistas y se deseen que presenten un buen acabado.
Almenadas: Caso de precisarse una unión segura se puede optar por utilizar una tuerca hexagonal almenada, esta precisará de un pasador de aleta para hacer solidario su anclaje al tornillo, impidiendo el montaje que las vibraciones o golpes puedan afectarle.
Cuadradas: se ajustará en su alojamiento permaneciendo en su sitio durante todo el apriete.
Redondeadas: contratuercas, fijamientos de rodamientos a ejes, su forma característica exterior precisarán de llaves específicas.
De ajuste manual: son las moleteadas por el exterior.
Autoblocantes: sistemas de seguridad en los tornillos, la fijación se logra por un anillo de nylon relleno de vidrio.

Designación: M 10*1’5 UNE-EN 4032 g 5; siendo: g, ejecución gruesa 5, resitencia a la tracción y elasticidad 5.8

Arandelas

1. Arandelas de protección. Suelen poseer forma cilíndrica recta o biselada.

2. Arandelas de seguridad. Al interponerlas entre el elemento roscado y la pieza, se genera una presión constante en el tornillo o la tuerca, por lo que se asegura la fuerza de apriete del conjunto, evitando aflojamientos involuntarios.

Tipos de Arandelas:

Planas
Grower: Las arandelas grower mantienen la tensión axial con su efecto muelle entre la tuerca y la pieza fija.
Dentadas: Las arandelas dentadas son discos de pequeño espesor con un orificio normalmente practicado en su centro y con un tipo de dentado característico, mejor desempeño de agarre sobretodo en maderas y plásticos.
Onduladas: Arandelas onduladas, aseguran la unión al estar bajo presión (igual que las dentadas), pero su ventaja es que además de ser resistentes a las vibraciones, no dañan ni tan siquiera dejan huella en las superficies de las piezas donde están intercaladas.
Antivibraciones: Son un tipo característico de arandelas de seguridad, cuya finalidad es la de impedir que se aflojen los conjuntos de tornillo-tuerca. El bloqueo no se ve afectado por la temperatura y es usual su montaje por parejas.
Solapa: Destaca en su construcción una solapa que puede doblarse sobre una arista de la pieza (una vez apretado el tornillo y la tuerca); lográndose un bloqueo firme. Otros modelos traen varias solapas o sustituyen las solapas por pestañas.
De cierre: Habitualmente las veremos en los rodamientos. Su forma de trabajar es sencilla, una vez ajustada la tuerca contra la arandela, se doblará la pestaña coincidente con la ranura de la tuerca. De esta forma logramos establecer una unión segura evitando que se afloje.

Designación: Arandela plana (para tornillo M10)(Norma) 10UNE 17066

Dispositivos de Seguridad

1. Contratuerca: Consiste en la utilización de una segunda tuerca, de menor altura que ésta, cuya función no es la de aprisionar las piezas, sino tan solo la de no permitir que se afloje aquella, al provocar una tensión en el propio tornillo, que bloquea el conjunto. Se procede de la siguiente forma:

Atornillar la tuerca y apretar la misma contra la pieza.
Atornillar la contratuerca.
Bloquear la contratuerca contra la tuerca, sujetando esta última con una llave. De esta forma quedan las dos tuercas bloqueadas sobre la rosca del tornillo.

2. Arandelas Elásticas: Este tipo de arandelas provocan la inmovilización de las uniones atornilladas gracias a la elasticidad que presenta el material que las constituye, que origina una presión entre los flancos de las roscas del tornillo y de la tuerca; a su vez, la eficacia de esta inmovilización viene incrementada por la incrustación del material de la arandela en la tuerca y en la pieza.

3. Arandelas con Solapa: Es una arandela provista de una o dos solapas. Cuando la tuerca está apretada, una de las solapas se dobla sobre una de las caras de la pieza, para bloquear la arandela; mientras que la otra solapa se dobla sobre una de las caras de la tuerca, quedando de este modo imposibilitado el giro de ésta.

4. Tuerca y Pasador: Para conseguir la inmovilización se procede de la siguiente forma:

Atornillar la tuerca y apretar la misma contra la pieza.
Taladrar transversalmente el vástago del tornillo, haciendo coincidir el taladro con una de las ranuras de la tuerca.
Introducir el pasador en el taladro.

5. Tuercas Autoblocantes: LEER EN LAS ROSCAS

Electroerosión, Oxicorte y Corte por Plasma: Técnicas de Corte Industrial

Electroerosión

Consiste en arrancar partículas de una pieza metálica por medio de un arco eléctrico producido entre un electrodo y la propia pieza. En la zona de trabajo se llevan a cabo unas dilataciones y contracciones que se suceden muy rápidamente. Se producen pequeños cráteres que son los que van formando la erosión.

Características de estas descargas eléctricas:

Los valores de tensión e intensidad del arco producido.
El tiempo de impulso. Para cada par de materiales (electrodo y pieza) hay un tiempo de impulso “óptimo”, que podrá variar según el tipo de dieléctrico empleado, la facilidad de la pieza para difundir el calor y otros factores.
La duración de la pausa entre dos impulsas consecutivos, que se deberá ajustar según la cantidad de material arrancado, a fin de hacer estable el proceso.

Electroerosión por Penetración

Utiliza como herramienta un electrodo con la forma del mecanizado que queremos conseguir. Entre el electrodo y la pieza se debe de generar una diferencia de potencial, estos se deben de situar a una distancia correcta entre si, para que entre ellos salte el arco eléctrico.

Este proceso tiene aplicación en la fabricación de moldes, troqueles, herramientas de corte y en general en el mecanizado de materiales muy duros, como aceros templados, metal duro, etc. Además se pueden conseguir geometrías muy difíciles de llevar a cabo por procesos tradicionales. Es un proceso lento y costoso comparado con el mecanizado tradicional.

El electrodo dará la forma a la huella conseguida en el material, y habrá que dimensionarlo correctamente para que las medidas finales y la rugosidad de la pieza obtenida sean las deseadas. Para ello es muy importante el mecanizado del electrodo, el proceso de trabajo escogido y el control del GAP.

Control del GAP

El GAP es el espacio que hay entre el electrodo y la pieza. Que éste sea el adecuado es de vital importancia para que se produzca la erosión. Si el espacio es demasiado grande, la intensidad del campo eléctrico no será suficiente como para crear las condiciones en las que salte el arco eléctrico. Por el contrario, si el electrodo toca a la pieza, y por lo tanto se elimina el GAP, se producirá un cortocircuito.

Líquidos Dieléctricos

Funciones:

Servir de aislante entre el electrodo y la pieza.
Crear la burbuja alrededor del canal.
Actuar como medio de arrastre de las partículas erosionadas.
Refrigerar.

Los líquidos más empleados son los derivados de los hidrocarburos para penetración y el agua destilada para hilo.

Electroerosión por Hilo

Las máquinas de hilo están generalmente controladas por CNC, lo que les aporta un control muy fino sobre la trayectoria del hilo y una gran precisión. Aunque el corte no tiene que ser necesariamente vertical, sí que se tiene que mantener la tensión en el hilo, no pudiéndose mecanizar superficies cóncavas, aunque si convexas.

Al igual que en penetración, se puede mecanizar cualquier material que sea conductor de la electricidad.

El Hilo: El hilo más utilizado es el de latón de 0,25 mm de diámetro.

Agua como Dieléctrico: El dieléctrico más utilizado en electroerosión por hilo es el agua desionizada. Ésta se puede obtener añadiendo al agua corriente del grifo unas sales.

Oxicorte

Para que exista oxicorte al metal se le debe calentar (oxidar) bajo una atmósfera adecuada (proyección de oxígeno puro), con lo que se consigue su quemado violento, y por tanto, dará lugar al oxicorte. El oxicorte tiene buena aplicación en aceros al carbono y aceros de baja aleación.

Características:

El metal debe inflamarse en presencia del oxígeno.
La temperatura de inflamación del metal debe ser inferior a la de fusión.
El óxido (productos de la combustión) producido debe tener un punto de fusión inferior al del metal.
El óxido debe ser desalojado por el chorro de oxígeno.

Es una combustión, y no una fusión.

Proceso de Oxicorte

Comienza con el precalentamieto (el oxígeno y el gas combustible crea una llama de precalentamiento).
Precalentamiento a la pieza, ésta se calienta hasta alcanzar la temperatura de combustión (aproximadamente 870 ºC).
Permitir la salida por el orificio central de la boquilla del chorro de oxígeno puro.
Y así, utilizando la llama de precalentamiento como agente iniciador, dar lugar a la combustión.

Parámetros del Proceso

Composición química: el proceso de oxicorte sólo tiene aplicación fundamental en aceros de bajo contenido de carbono (normalmente entre 0,1% y 0,3%) y bajo contenido de aleantes.
Carbono (C): 0,3%
Manganeso (Mn): no tiene influencia
Silicio (Si): sólo afecta a la velocidad de corte
Cromo (Cr): 5%
Molibdeno (Mo): 5%
Níquel (Ni): 3%
Wolframio (W): 10%
Cobre (Cu): 2%
Aluminio (Al): 10%
Vanadio (V): en pequeñas cantidades facilita el oxicorte.
Tipo de gas combustible: De entre los gases combustibles de uso industrial, la mayor velocidad de corte se consigue con el acetileno.
Boquilla de corte: El diámetro de boquilla adecuado en cada caso dependerá del espesor de chapa que se desee oxicortar.

Plasma

El plasma es el cuarto estado de la materia. Calentando un gas a temperaturas cercanas a 50.000 ºC los átomos pierden electrones. Estos electrones libres se colocan en los núcleos que han perdido sus propios electrones, convirtiéndose así en iones. De esta forma el gas se convierte en plasma: un conductor eléctrico gaseoso con alta densidad de energía.

Proceso

Consiste en provocar un arco eléctrico estrangulado a través de la sección de la boquilla del soplete, sumamente pequeña, lo que concentra la energía cinética del gas, ionizándolo, lo que le permite cortar. El chorro de plasma lanzado contra la pieza penetra la totalidad del espesor a cortar, fundiendo y expulsando el material.

Características

Es usable para el corte de cualquier material metálico conductor.
El comienzo del corte es prácticamente instantáneo y produce una deformación mínima de la pieza.
Permite cortar a altas velocidades y produce menos tiempos muertos, (no se necesita precalentamiento para la perforación).
Espesores de corte de 0.5 a 160 milímetros.

Gas: Aire / Argón / Nitrógeno

Ventajas del Corte por Plasma vs. Oxicorte

Tiene un espectro de aplicación sobre materiales más amplio.
Su costo operativo es sensiblemente inferior.
Facilidad de su operación hace posible trabajar en corte manual.
Corta metales con espesores pequeños, con oxicorte no sería posible.
Otras desventajas del oxicorte son la baja calidad de corte y el efecto negativo sobre la estructura molecular, al verse afectada por las altas temperaturas.
Brinda mayor productividad toda vez que la velocidad de corte es mayor (hasta 6 veces mayor vs. Oxicorte).
Mayor precisión y limpieza en la zona de corte.