Roscado con macho y fresado de roscas

El roscado con macho no es la única opción para mecanizar roscas en un orificio y la mayoría de talleres lo saben. También conocen algunas de las ventajas del fresado de roscas, sin embargo, la lista es grande. Por ejemplo, una herramienta de fresado puede abarcar un rango de diámetros de orificio en lugar de un solo tamaño.

La fresa de roscas puede llevar la rosca más cerca al fondo de un orificio ciego, y puede mecanizar roscas en orificios grandes con facilidad. La fresa de roscar deja un espacio por donde las virutas pueden salir. Y la fresa de roscas, a diferencia del macho, puede combinar varias operaciones de roscado de orificios en una sola herramienta. En resumen, hay grandes cosas que la fresa de roscar puede hacer.

Sin embargo, muchos talleres continuan mecanizando la mayoría de sus orificios utilizando machos de roscar. Y hay buenas razones para esto.

El roscado con macho es simple y, de muchas maneras, menos exigente. El roscado con macho puede ser realizado en un amplio rango de máquinas a velocidades convencionales, sin caminos de herramienta interpolados helicoidalmente.

Alan Sheperd, director técnico de Emuge —fabricante de machos y fresas para roscar—, trabaja con plantas de mecanizado y busca los procesos más apropiados de roscado para las necesidades de sus clientes. A menudo, las aplicaciones más exigentes requieren el fresado, que resuelve una variedad de retos relacionados con el mecanizado de roscas. Pero no descarta el valor de los machos, dice él.

"Si está mecanizando acero blando —20 piezas con 10 orificios roscados cada una— entonces, continúe con el roscado con macho. Pero si usted tiene 150 de esas piezas, o si está mecanizando un metal exótico, entonces puede ser el momento de considerar el fresado de las roscas. Claro, si la máquina-herramienta tiene la capacidad de hacerlo, comenta Sheperd. Él aplicó su experiencia en la compilación de la guía que se presenta más adelante. Basado en sus recomendaciones, estas son las variables que deben ser consideradas al definir qué estrategia de fresado es la que tiene más sentido.

Máquina-herramienta
El roscado con macho puede ser realizado en casi cualquier centro de mecanizado o máquina de fresar. En contraste, el fresado de roscas requiere, como mínimo, un centro de mecanizado CNC que pueda ser programado con interpolación helicoidal.

El roscado con macho también puede ser realizado en tornos con capacidad de herramienta rotatoria. La necesidad del movimiento helicoidal tiende a excluir el fresado de roscas de estas máquinas.

Material
El roscado con macho puede ser usado en la mayoría de materiales con durezas hasta de 50 Rc. El fresado puede ser utilizado en materiales hasta de 60 Rc.

Cuando se trata de metales exóticos, algunas veces el fresado representa una manera fácil de mecanizar roscas, que de otra manera podrían ser difíciles de producir.

Velocidad
Mientras el roscado con macho trabaja a velocidades relativamente bajas, el fresado de roscas generalmente requiere velocidades de corte y avances más rápidos. El camino helicoidal es largo, por tanto es necesaria una alta velocidad de avance para generar la rosca con un ciclo de tiempo eficiente.

Diámetro de paso
El diámetro de un macho es fijo, pero el diámetro que una fresa de roscar puede producir es más flexible. Este último diámetro está determinado por la trayectoria de herramienta CNC y no por la herramienta, lo que significa que el diámetro puede cambiar.

Por ejemplo, la misma herramienta puede producir una rosca _-20 UNC o una _-20 STI. Pero también puede ser usada una sola herramienta cuando los diámetros nominales son diferentes. Con el fresado de roscas, por ejemplo, las roscas _-14 NPT y _-14 NPT pueden hacerse sin cambiar la herramienta.

Multifuncionalidad
De un macho de roscar solo se espera que rosque. Una fresa de roscar, entre tanto, puede ser diseñada para realizar una variedad operaciones de orificios. Una sola herramienta puede taladrar un orificio, hacerle un chaflán, mecanizar la rosca y convolucionarla (cortar la porción incompleta de la rosca en la parte inferior).

Sentido de la rosca
Un macho solo puede producir "el sentido" de la rosca —derecho o izquierdo— que ha sido tallado en la herramienta. Pero un simple cambio en la programación CNC puede permitirle a la fresa producir una rosca izquierda o derecha.

(Otra desventaja del roscado con macho tiene que ver con esta limitación de diseño. El macho debe ser movido en reversa al final de la operación de roscado, porque tiene que ser "desenroscado" del orificio. Pero una fresa de roscar puede terminar el corte y retraerse del orificio con un avance rápido.)

Profundidad, Parte I
Cuando un orificio es ciego, el macho solo puede llegar hasta el fondo. La punta cónica del macho hará tope allí, dejando roscas incompletas en el resto de la profundidad del orificio.

Una fresa de roscar, con su punta plana, no tiene ese problema. Puede mecanizar roscas completas a mayor profundidad, más cerca de la parte inferior del mismo orificio ciego.

Profundidad, Parte II
En contraste, cuando una rosca es particularmente profunda el macho puede sobresalir. Un macho largo puede mecanizar roscas de manera efectiva en un orificio de mucha profundidad. Lo mismo no ocurre con una fresa de roscar. En el fresado de roscas, como las fuerzas de corte no están balanceadas, la herramienta es propensa a flectarse. Más allá de cierta profundidad, la deflexión se vuelve muy grande para mecanizar la rosca de una manera correcta. En general, una fresa de roscar está limitada a una profundidad de cerca de 2,5 veces el diámetro de la herramienta (pero algunos diseños no tradicionales de fresas de roscar no tienen esta limitación).

Virutas
Las virutas largas y continuas que se producen algunas veces cuando se rosca con macho ciertos materiales pueden ser un problema. La viruta puede tapar el agujero y romper la herramienta.

No hay problema comparable con este en el fresado de roscas. Como en cualquier operación de fresado, en el fresado de roscas se producen virutas cortas y partidas. El manejo de virutas es una razón muy común del por qué los talleres utilizan el fresado de roscas.

Potencia
Los machos son trabajados a velocidades de husillo relativamente bajas. Por esta razón, la potencia nominal del motor de la máquina probablemente no es utilizada por el macho. Esto generalmente no importa, pero podría importar. Un centro de mecanizado pequeño enfrentado con la necesidad de roscar con macho un orificio particularmente grande podría quedar corto en potencia para hacer ese corte. Para esta pequeña máquina, el fresado de roscas amplía la capacidad de diámetros de orificios que la máquina puede roscar con éxito.

Fresado de roscas en agujeros profundos
La fresa de roscar "Threads-All" de Emuge es un ejemplo de una fresa que puede sobrepasar el límite de profundidad para fresar roscas. Típicamente, una fresa de roscar interactúa con el material en múltiples puntos de contacto, lo que significa que la fuerza de corte puede ser significativa. En una fresa de roscar esta fuerza no es balanceada —a diferencia del macho de roscar, en el cual está distribuida alrededor de la circunferencia—. Además, una fresa de roscar es esbelta, con un diámetro máximo menor que el diámetro menor de la rosca que va a ser mecanizada. Todas estas características hacen que la fresa sea sensible a la deflexión. Generalmente, la herramienta está limitada a una profundidad 2,5 veces el diámetro. Para sobrepasar este límite, el diseño de la Threads-All utiliza un solo punto de contacto para el mecanizado (específicamente, un inserto reemplazable). La fuerza de corte más baja obtenida con el uso de este único borde se suma a la mayor rigidez producida por un vástago rígido de acero.

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