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Una pinza de rosca externa tipo W (roja) que se coloca en su asiento del eje (verde) con una barra de tiro (azul), sujeta, gira y luego suelta un eje.

Una pinza / k ɒ l ɪ t / es un subtipo de mandril que forma un cuello alrededor de un objeto que se celebrarán y ejerce una gran fuerza de sujeción en el objeto cuando se aprieta, por lo general por medio de una cónica collar exterior. Puede usarse para sostener una pieza de trabajo o una herramienta.

Un collar externo es un manguito con una superficie interna (normalmente) cilíndrica y una superficie externa cónica . El collar se puede apretar contra un cono correspondiente de modo que su superficie interior se contraiga a un diámetro ligeramente más pequeño, apretando la herramienta o pieza de trabajo para sujetarla de forma segura. Muy a menudo esto se logra con una pinza de sujeción, hecha de acero para muelles , con uno o más entallado cortes a lo largo de su longitud para permitir que se expanda y se contraiga. Un diseño de boquilla alternativo es uno que tiene varios bloques de acero cónicos (esencialmente bloques de calibre cónicos ) mantenidos en posición circular (como las puntas de una estrella , o incluso las mordazas de un mandril con mordaza) por un medio de unión flexible (típicamentecaucho sintético o natural ). Independientemente del diseño de la pinza, el principio de funcionamiento es el mismo: apriete la pinza contra la herramienta o pieza de trabajo que se va a sujetar, lo que da como resultado una alta fricción estática y una alineación precisa.

Se puede usar un collar interno para bloquear dos tubos telescópicos juntos. En este caso, el collar tiene la forma de un cono truncado perforado y roscado por la línea central. El diámetro del collar coincide con el orificio del tubo interior, teniendo el extremo más grande un poco más grande que el orificio, mientras que el diámetro más pequeño es ligeramente menor que el orificio. Luego, se usa un perno roscado, anclado en su otro extremo al tubo, para tirar del collar hacia el interior del tubo. El diámetro creciente del collar fuerza al tubo interior a expandirse y empujarse contra la pared interior del tubo exterior, bloqueando así los dos tubos juntos. El tubo interior a menudo tiene ranuras para facilitar esta expansión.

Nomenclatura [ editar ]

Pinzas R8

Generalmente, un mandril de boquilla , considerado como una unidad, consta de un manguito receptor cónico (a veces integral con el eje de la máquina), el portabrocas propiamente dicho (generalmente hecho de acero para resortes) que se inserta en el manguito receptor y (a menudo) una tapa que se atornilla sobre la pinza, sujetándola mediante otro cono.

Por lo general, en la terminología del taller, los términos collar y mandril se utilizan en contraposición; los usuarios hablan de sujetar una pieza de trabajo o herramienta con un collar o un mandril. En este contexto, "mandril" significa cualquier tipo de mandril que no sea un mandril de pinza ( mandril de desplazamiento , mandril de mordaza independiente , etc.).

Características generales [ editar ]

Las pinzas tienen un rango de sujeción estrecho y se requiere una gran cantidad de pinzas para sujetar un rango determinado de brocas . Esto tiene la desventaja de un mayor costo de capital y los hace inadecuados para uso general en taladros eléctricos, etc. Sin embargo, la ventaja del collar sobre otros tipos de mandril es que combina todas las características siguientes en un solo mandril; haciéndolo muy útil para trabajos repetitivos:

De los rasgos anteriores, los mandriles de desplazamiento ofrecen siempre № 1 y № 2; generalmente № 3; en diferentes grados № 4 (dependiendo de la situación); pero no de forma fiable № 5. Los mandriles de mordazas independientes ofrecen siempre № 3; generalmente № 4; confiablemente № 5 (pero a expensas de pagarle a un usuario calificado para que dedique tiempo a lograrlo); nunca № 2; y generalmente no № 1. Mientras tanto, un mandril de pinza puede entregar todo de manera confiable y sin necesidad de un usuario experto (de 3 a 5 dependen de que el objeto que se sujeta coincida estrechamente con el tamaño y la forma de la superficie de sujeción de la pinza. la restricción no suele ser un problema cuando el objeto es una barra de buena calidad; el vástago de una broca, escariador, fresa, etc .; o una pieza previamente mecanizada que se está volviendo a enchufar para operaciones de corte adicionales).

Aplicaciones prácticas [ editar ]

Carpintería [ editar ]

En un enrutador para madera (una herramienta eléctrica de mano o de mesa que se usa en la carpintería ), el collar es lo que mantiene la broca en su lugar. En los EE. UU. Es generalmente para bits de 0,25 o 0,5 pulgadas (6,4 o 12,7 mm), mientras que en Europa los bits son más comúnmente de 6 u 8 mm (0,24 o 0,31 pulgadas). La tuerca de la boquilla es hexagonal en el exterior, por lo que se puede apretar o aflojar con una llave estándar , y tiene roscas en el interior para que pueda atornillarse al eje del motor .

Metalurgia [ editar ]

Varias pinzas de la máquina (superior y central) y un mandril de pasador desmontado (abajo).

Hay muchos tipos de pinzas que se utilizan en la industria metalúrgica. Los diseños estándar comunes de la industria son R8 [1] (roscado interno para molinos ) y 5C [2] (generalmente roscado externo para tornos ). También hay diseños patentados que solo se ajustan al equipo de un fabricante. Las pinzas pueden variar en capacidad de retención de cero a varias pulgadas de diámetro. El tipo más común de pinza sujeta una barra o herramienta redonda, pero hay pinzas para formas cuadradas, hexagonales y de otro tipo. Además de las pinzas de sujeción exterior, existen pinzas que se utilizan para sujetar una pieza en su superficie interior de modo que se pueda mecanizar en la superficie exterior (similar a un mandril de expansión). Además, no es raro que los maquinistas fabriquen un collar personalizado para sujetar piezas de cualquier tamaño o forma inusual. A menudo se denominan pinzas de emergencia ( pinzas electrónicas ) o pinzas blandas (por el hecho de que se compran en un estado blando (sin endurecer) y se mecanizan según sea necesario). Otro tipo más de pinza es una pinza escalonada que aumenta a un diámetro mayor desde el eje y permite sujetar piezas de trabajo más grandes.

En uso, la parte que se va a sujetar se inserta en el collar y luego el collar se presiona (usando una tapa de punta roscada) o se extrae (usando una barra de tiro roscada) en el cuerpo que tiene una forma cónica conjugada. La geometría cónica sirve para traducir una parte de la fuerza de tracción axial en una fuerza de sujeción radial. Cuando se aprieta correctamente, se aplica suficiente fuerza para sujetar firmemente la pieza de trabajo o la herramienta. Las roscas de la tapa o de la barra de tiro actúan como una palanca de tornillo, y esta palanca se ve agravada por la conicidad, de modo que un par de torsión modesto en el tornillo produce una fuerza de sujeción enorme.

La forma precisa, simétrica y el material rígido del collar proporcionan un centrado radial preciso y repetible y una concentricidad axial. El mecanismo básico fija cuatro de los seis grados de libertad cinemática, dos ubicaciones y dos ángulos. También se pueden instalar pinzas para alinear con precisión las piezas en la dirección axial (un quinto grado de libertad) con un tope interno ajustable o mediante un tope de hombro mecanizado en la forma interna. El sexto grado de libertad restante, es decir, la rotación de la pieza en el collar, puede fijarse utilizando geometría de pieza cuadrada, hexagonal u otra no circular.

Collares de emergencia [ editar ]

El sistema de pinza "ER", desarrollado y patentado por Rego-Fix en 1973, y estandarizado como DIN 6499, es el sistema de sujeción más utilizado en el mundo y actualmente está disponible en muchos productores de todo el mundo. [3] [4]Las series estándar son: ER-8, ER-11, ER-16, ER-20, ER-25, ER-32, ER-40 y ER-50. El nombre "ER" vino de un collar "E" existente (que eran una serie de letras de nombres) que Rego-Fix modificó y agregó "R" para "Rego-Fix". El número de serie es el diámetro de apertura del receptáculo cónico, en milímetros. Las pinzas ER colapsan para sujetar piezas hasta 1 mm más pequeñas que el tamaño interno de la pinza nominal en la mayoría de las series (hasta 2 mm más pequeñas en ER-50 y 0,5 mm en tamaños más pequeños) y están disponibles en pasos de 1 mm o 0,5 mm. Por lo tanto, una pinza determinada tiene cualquier diámetro que va desde su tamaño nominal hasta su tamaño colapsado 1 mm más pequeño, y un juego completo de pinzas ER en pasos nominales de 1 mm se ajusta a cualquier diámetro cilíndrico posible dentro de la capacidad de la serie. Con un portabrocas ER,Las pinzas ER también pueden servir como portapiezas para piezas pequeñas, además de su aplicación habitual como portaherramientas con mandriles de husillo.[5] Aunque es un estándar métrico, las pinzas ER con tamaños internos en pulgadas están ampliamente disponibles para el uso conveniente de herramientas de tamaño imperial. La geometría del resorte de la pinza ER es adecuada solo para piezas cilíndricas y no se aplica típicamente a formas cuadradas o hexagonales como pinzas 5C.

Pinzas Autolock [ editar ]

Los mandriles de pinza "Autolock" (Osbourn "Pozi-Lock" es un sistema similar) fueron diseñados para proporcionar una sujeción segura de las fresas con solo apretar a mano. Fueron desarrollados en la década de 1940 por una empresa británica ahora desaparecida, Clarkson (Engineers) Limited, y se conocen comúnmente como mandriles Clarkson. Las pinzas Autolock requieren cortadores con extremos de vástago roscados para atornillar en la propia pinza. Cualquier rotación de la cortadora fuerza la pinza contra el cono de la tapa de la pinza que sujeta firmemente la cortadora, el ajuste del tornillo también evita cualquier tendencia de la cortadora a salirse. Las pinzas solo están disponibles en tamaños fijos, imperial o métrico, y el vástago del cortador debe coincidir exactamente. [6]

La secuencia de apriete de las pinzas Autolock es ampliamente incomprendida. La tapa del portabrocas en sí no aprieta la boquilla en absoluto, con la tapa apretada y sin herramienta insertada, la boquilla está suelta en el portabrocas. Solo cuando se inserta un cortador, la pinza se presionará contra el cono de la tapa. La parte posterior de la cortadora se acopla con un pasador de centrado y, al girar más, la pinza contra la tapa del portabrocas, aprieta alrededor del vástago de la cortadora, de ahí "Autolock".

La secuencia de instalación correcta según la especificación original es:

  1. Inserte el collar y apriete a mano la tapa del portabrocas (el collar queda libre para flotar)
  2. Inserte la herramienta y apriete a mano (herramienta enganchada con el pasador trasero y la boquilla enganchando la tapa cónica)

A medida que se usa la herramienta, la rotación adicional aprieta el collar y el pasador de centrado asegura que la extensión y alineación de la herramienta permanezcan sin cambios. Solo se requiere una llave para liberar el collar bloqueado. [7]

Si bien las herramientas "Autolock" de vástago roscado se pueden sujetar con pinzas lisas, como ER, las herramientas de vástago liso nunca deben usarse en una pinza "Autolock", ya que no se sujetarán ni alinearán correctamente.

Pinzas R8 [ editar ]

Las pinzas R8 fueron desarrolladas por Bridgeport Machines, Inc. para su uso en fresadoras. Inusualmente, las pinzas R8 encajan en el cono de la máquina en sí (es decir, no hay un mandril separado) y las herramientas con cono R8 integral también se pueden colocar directamente. R8 se desarrolló para permitir cambios rápidos de herramienta y requiere una coincidencia exacta entre el diámetro de la boquilla y el vástago de la herramienta.

Las pinzas R8 tienen un chavetero para evitar la rotación al colocarlas o quitarlas, pero es el cono comprimido y no el chavetero lo que proporciona la fuerza impulsora. Las pinzas están comprimidas por una barra de tiro desde atrás, se sueltan automáticamente y los cambios de herramientas se pueden automatizar.

Pinzas 5C [ editar ]

A diferencia de la mayoría de los otros sistemas de pinzas para máquinas, las pinzas 5C se desarrollaron principalmente para sujetar el trabajo. Superficialmente similares a las pinzas R8, las pinzas 5C tienen una rosca externa en la parte trasera para cerrar la pinza y, por lo tanto, las piezas de trabajo pueden pasar directamente a través de la pinza y el mandril (las pinzas 5C a menudo también tienen una rosca interna para ubicar la pieza de trabajo). Las pinzas también están disponibles para sujetar culatas cuadradas y hexagonales. Las pinzas 5C tienen un rango de cierre limitado, por lo que los diámetros del vástago y la pinza deben coincidir estrechamente. También existen otras pinzas de la serie C (1C, 3C, 4C, 5C, 16C, 20C y 25C) con diferentes rangos de sujeción.

Un sistema de pinza con capacidades similares al 5C (originalmente un sistema patentado de Hardinge ) es el 2J (originalmente un sistema patentado de Sjogren, un competidor de Hardinge, y que Hardinge asimiló más tarde).

Collares 355E [ editar ]

Las amoladoras de herramientas SO Deckel las utilizan. A veces llamados pinzas U2.

Collares de relojero [ editar ]

La relojería en Waltham llevó a la invención de las pinzas. Todos los tornos de los relojeros llevan pinzas que están dimensionadas por su rosca externa. El tamaño más popular es de 8 mm, que viene en varias variaciones, pero todas las pinzas de 8 mm son intercambiables. Lorch, un fabricante de tornos alemán, comenzó con pinzas de 6 mm y los primeros Boleys utilizaron una pinza de 6,5 mm. Las pinzas de 6 mm caben en un torno de 6,5 mm, pero es una mala práctica. Otro tamaño popular es el collar de 10 mm utilizado por Clement y Levin. Para la sujeción del trabajo, las pinzas se dimensionan en incrementos de 0,1 mm, siendo el número en la cara el diámetro en décimas de milímetro. Por tanto, un 5 es un collar de 0,5 mm.

Las pinzas de relojero vienen en configuraciones adicionales. Hay pinzas escalonadas que dan un paso hacia adentro para sujetar las ruedas dentadas por el perímetro exterior. Por lo general, estos se fabricaban en juegos de cinco para adaptarse a una gama de ruedas dentadas de diferentes tamaños. Estos, como pinzas de sujeción de varillas rectas, se cierran en el cono exterior. Las pinzas para anillos también vienen en juegos de cinco y sostienen el trabajo desde el interior de un agujero. Se abren cuando se aprietan mediante un cono exterior contra el cono exterior del cabezal del torno.

Las pinzas de reloj también incluyen adaptadores cónicos y mandriles para cera o cemento. Estas pinzas llevan un inserto, generalmente de latón, al que se cementan partes pequeñas, generalmente con goma laca.

Una fuente excelente es [8] Este libro tiene tablas de fabricantes y tamaños, pero se refiere a las pinzas básicas como "mandriles de alambre partido".

Pinzas de longitud muerta DIN 6343 [ editar ]

Estas pinzas son comunes especialmente en máquinas de producción, particularmente en tornos europeos con palanca o cierres automáticos. A diferencia de las pinzas extraíbles, no se tiran hacia atrás para cerrarse, sino que generalmente se empujan hacia adelante y la cara permanece en su lugar.

Pinzas de varios tamaños [ editar ]

Pinzas que permiten un rango más amplio de sujeción de la pieza mediante resortes o espaciadores elásticos entre mordazas; Estas pinzas fueron desarrolladas por Jacobs (Rubberflex), Crawford (Multibore) y Pratt Burnerd, y en algunos casos son compatibles con ciertos mandriles de pinza de resorte.

Pinzas cónicas Morse [ editar ]

Aunque los conos Morse están diseñados para sujetar herramientas o portaherramientas (mandriles y ejes), también se encuentran disponibles pinzas. Pueden usarse para sujetar herramientas con mayor precisión (menos excentricidad ) que un portabrocas.

Pasatiempos artesanales [ editar ]

Muchos usuarios (aficionados, artistas gráficos, arquitectos, estudiantes y otros) pueden estar familiarizados con las pinzas como parte de un cuchillo X-Acto o equivalente que sostiene la hoja. Otro ejemplo común es el collar que sostiene las brocas de una herramienta rotativa Dremel o equivalente.

Trabajo de semiconductores [ editar ]

En la industria de los semiconductores , se utiliza un collar de troquel para recoger un troquel de una oblea una vez finalizado el proceso de troquelado y unirlo en un paquete. Algunos de ellos están hechos con goma y usan aspiradora para picar.

Motores de combustión interna [ editar ]

Válvula, resorte, retenedor y boquilla partida

La mayoría de los motores de combustión interna utilizan un collar partido para mantener las válvulas de entrada y de escape bajo una presión constante del resorte de la válvula que devuelve las válvulas a su posición cerrada cuando los lóbulos del árbol de levas no están en contacto con la parte superior de las válvulas. Las dos mitades del collar tienen una nervadura interna elevada que se ubica en una ranura circular cerca de la parte superior de cada vástago de la válvula, el lado exterior de las mitades del collar tiene un ajuste cónico en el retenedor del resorte (también conocido como collar), este cono bloquea el retenedor en su lugar y la nervadura elevada que se asienta en la ranura circular en el vástago de la válvula también bloquea las mitades del collar en su lugar al vástago de la válvula. Para quitar las válvulas de una culata de cilindros, se utiliza un 'compresor de resorte de válvula' para comprimir los resortes de válvula ejerciendo fuerza sobre el retenedor de resorte que permite quitar las pinzas,cuando se quita el compresor, el retenedor, el resorte y la válvula se pueden quitar de la culata. Puede darse cuenta de que el retenedor no se mueve cuando se usa el compresor de resorte de válvula, esto se debe a una acumulación de carbón que con el tiempo ha bloqueado el retenedor y las pinzas ligeramente. Un ligero golpe fuerte en la parte trasera del compresor de resorte de válvula sobre el vástago de la válvula debería liberar el retenedor permitiendo que los resortes se compriman mientras se recupera el collar partido. En el reensamblaje, es difícil mantener las pinzas divididas en su lugar mientras se suelta el compresor; al aplicar una pequeña cantidad de grasa al lado interno de las pinzas divididas, se mantendrán en su lugar en el vástago de la válvula mientras se suelta el compresor, luego como El retenedor de resorte se eleva y bloquea las pinzas divididas ahusadas en su lugar.El resorte y la válvula se pueden quitar de la culata. Puede darse cuenta de que el retenedor no se mueve cuando se usa el compresor de resorte de válvula, esto se debe a una acumulación de carbón que con el tiempo ha bloqueado el retenedor y las pinzas ligeramente. Un ligero golpe fuerte en la parte trasera del compresor de resorte de válvula sobre el vástago de la válvula debería liberar el retenedor permitiendo que los resortes se compriman mientras se recupera el collar partido. En el reensamblaje, es difícil mantener las pinzas divididas en su lugar mientras se suelta el compresor; al aplicar una pequeña cantidad de grasa al lado interno de las pinzas divididas, se mantendrán en su lugar en el vástago de la válvula mientras se suelta el compresor, luego como El retenedor de resorte se eleva y bloquea las pinzas divididas ahusadas en su lugar.El resorte y la válvula se pueden quitar de la culata. Puede darse cuenta de que el retenedor no se mueve cuando se usa el compresor de resorte de válvula, esto se debe a una acumulación de carbón que con el tiempo ha bloqueado el retenedor y las pinzas ligeramente. Un ligero golpe fuerte en la parte trasera del compresor de resorte de válvula sobre el vástago de la válvula debería liberar el retenedor permitiendo que los resortes se compriman mientras recupera el collar partido. 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Ver también [ editar ]

  • Chuck (ingeniería)
  • Cono de la máquina

Referencias [ editar ]

  1. ^ Smid, Peter (2010). Configuración de control CNC para fresado y torneado: dominio de los sistemas de control CNC . ISBN 9780831133504.
  2. ^ Hoffman 2004 , p. 275.
  3. ^ "Copia archivada" . Archivado desde el original el 22 de septiembre de 2012 . Consultado el 12 de septiembre de 2012 .Mantenimiento de CS1: copia archivada como título ( enlace )
  4. ^ Manual de maquinaria 28ª edición . 2008. p. 947.
  5. ^ http://www.rego-fix.com/catalog/pdfs/14_Technical.pdf Archivado el 27 de diciembre de 2014 en Wayback Machine.
  6. ^ http://www.flightglobal.com/FlightPDFArchive/1942/1942%20-%201815.PDF
  7. ^ http://www.flightglobal.com/FlightPDFArchive/1942/1942%20-%201815.PDF
  8. ^ El torno de relojeros modernos y cómo usarlo por Archie Perkins. ISBN 0-918845-23-8 

Bibliografía [ editar ]

  • Hoffman, Edward G. (2004), Diseño de plantillas y accesorios (5a ed.), Cengage Learning, ISBN 978-1-4018-1107-5.

Enlaces externos [ editar ]

  • Cuándo usar un portabrocas
  • Sea amable con sus collares
  • Pinza F37
  • Pinza 16c
  • Pinza 3J