La precisión y la exactitud son muy importantes en la ingeniería, y el descentramiento axial es una de las formas más comunes en las que se producen errores al mecanizar.
El descentramiento axial es la cantidad de desviación del eje de rotación de una herramienta de corte con respecto a un plano.
Esto puede tener un gran efecto en la precisión del producto terminado, lo que puede dar lugar a costosos reprocesos, más desperdicio y menor eficiencia.
Comprender el descentramiento axial es importante para los estudiantes y profesionales de ingeniería que desean asegurarse de que el mecanizado funcione bien y se mantenga preciso.
En esta publicación de blog, hablaré sobre las causas y los efectos del descentramiento axial, hablaré sobre cómo medirlo y buscaré las mejores formas de mantener al mínimo sus efectos en las operaciones de mecanizado.
Entonces, ya sea que sea un ingeniero experimentado o un estudiante curioso, abróchese el cinturón y prepárese para aprender sobre el fascinante mundo del descentramiento axial.
Introducción al descentramiento axial
Definicion formal:
La cantidad total a lo largo del eje de rotación por la cual la rotación de una herramienta de corte se desvía de un plano.
El descentramiento axial es un tipo de descentramiento que describe qué tan lejos está el eje de rotación de una herramienta de corte de un plano.
Ocurre cuando el eje de rotación no es el mismo que el eje central del husillo y la diferencia se mide a lo largo del eje de rotación.
Por otro lado, el descentramiento radial ocurre cuando el eje de rotación se aleja del eje de la línea central del husillo pero permanece paralelo a él.
Ambos tipos de descentramiento pueden causar problemas como vibración, ruido y pérdida de precisión.
Desviación radial frente a axial
A lo largo del eje de la línea central, la cantidad de desviación radial es siempre la misma, pero la cantidad de desviación axial cambia dependiendo de dónde se mida en relación con la base.
La posición de una superficie cuando gira en un plano vertical se ve afectada por su desviación axial.
Su descentramiento radial, por otro lado, describe qué tan redondo o descentrado es.
Por lo general, las etapas y mesas giratorias se fabrican con desviaciones tanto radiales como axiales.
Medición del descentramiento axial
El descentramiento axial es el ángulo entre dos ejes que no están en el mismo plano.
En este caso, la diferencia entre una pieza y un eje de referencia crece a medida que se aleja del punto de encuentro.
Se coloca un indicador de carátula en el husillo de la mesa giratoria o platina para medir el descentramiento axial.
Luego se mueve el indicador para que toque la superficie de referencia y se gira la mesa para averiguar qué tan lejos puede estar del plano de referencia.
Sugerencia: Active el botón de subtítulos si lo necesita. Elija "traducción automática" en el botón de configuración, si no está familiarizado con el idioma inglés. Es posible que primero deba hacer clic en el idioma del video antes de que su idioma favorito esté disponible para la traducción.
Causas y efectos del descentramiento axial
Algunas de las cosas que pueden causar el descentramiento axial son los rodamientos desgastados o desalineados, un husillo o una pieza de trabajo doblada, una alineación defectuosa de la herramienta o del accesorio y la expansión de la máquina herramienta a medida que se calienta.
Si no se tiene en cuenta el descentramiento axial o no se fija durante el mecanizado, puede provocar que la pieza sea menos precisa, que se rechacen piezas, que aumenten los costes y que disminuya la productividad.
Efectos del descentramiento axial
El descentramiento axial puede afectar las operaciones de mecanizado al hacer que la carga de la viruta sea desigual o que la herramienta vibre demasiado.
Esto puede hacer que la punta se mueva, lo que cambia la forma en que se hace la superficie y qué tan rugosa es.
También puede causar cambios en la topografía de la superficie.
Por ejemplo, si el valor es lo suficientemente alto, la distancia entre las marcas de herramientas puede cambiar y la marca de herramienta dejada por el k-ésimo diente puede eliminarse.
Además, el descentramiento axial cambia donde se encuentra la herramienta de corte en el plano vertical, lo que puede causar cargas de viruta desiguales, una vida útil más corta de la herramienta y más vibración.
Esto, a su vez, puede causar que la superficie de la pieza de trabajo tenga un mal acabado, como rugosidad, ondas y marcas de vibraciones.
Al mecanizar a lo largo del eje Z, el descentramiento axial también puede cambiar la profundidad de corte y provocar errores en las dimensiones, como la conicidad.
Cuando se mecanizan piezas delicadas o de alta precisión, los efectos del descentramiento axial en el acabado de la superficie pueden ser muy notorios.
Salto radial
Por otro lado, el descentramiento radial ocurre cuando el eje de rotación se aleja del eje de la línea central del husillo pero permanece paralelo a él.
Ambos tipos de descentramiento pueden hacer que una herramienta o pieza de equipo sea menos precisa, lo que puede hacer que gire fuera de su eje ideal.
El descentramiento radial hace que sea más difícil centrar una pieza en la mesa, lo que puede generar un error de ángulo que es demasiado grande para ser aceptable.
Los descentramientos radiales y axiales pueden hacer que las herramientas de corte se desgasten demasiado rápido o de manera desigual, lo que puede hacer que se rompan demasiado pronto y hacer que el proceso sea menos seguro.
Tales roturas podrían dificultar el reacondicionamiento o el uso de los filos de corte restantes, lo que aumentaría el costo de los consumibles.
El descentramiento tiene un gran efecto en la precisión del mecanizado y en la duración de las herramientas.
Medición del descentramiento axial
Hay diferentes formas de medir el descentramiento axial que varían en su precisión y dificultad de uso.
Métodos de prueba estáticos
La prueba estática es una forma común de medir el descentramiento axial porque es más fácil y cuesta menos que la prueba dinámica.
Las pruebas estáticas se realizan cuando el husillo o la pieza de trabajo están quietos.
Hay diferentes formas de hacerlo, las cuales se explican en los Ejes de Rotación de la Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos.
Un indicador de carátula con una base magnética estándar es una forma simple y común de medir el descentramiento de un acoplamiento o un eje.
Para hacer esta prueba, la base magnética se coloca sobre una superficie plana cerca del acoplamiento o eje, y el indicador de cuadrante se coloca sobre el acoplamiento o eje para medir el descentramiento.
Si hay demasiado descentramiento, significa que el diámetro interior del cubo del acoplamiento está desgastado o que el eje está doblado.
En algunos casos, también es una buena idea verificar el descentramiento axial del acoplamiento colocando el indicador de cuadrante en la cara exterior del cubo del acoplamiento.
Métodos de prueba dinámicos
Los métodos de prueba dinámicos son más difíciles de entender, pero dan resultados un poco más precisos porque tienen en cuenta el calor, la vibración y la fuerza centrífuga.
La prueba dinámica se realiza mientras el husillo o la pieza de trabajo se mueven.
También se puede hacer de diferentes maneras, como usar los métodos basados en el tiempo o en la frecuencia.
En el método basado en el tiempo, se usa un tacómetro para medir qué tan rápido gira el husillo y un acelerómetro para medir cuánto descentramiento hace que la máquina tiemble.
El método basado en la frecuencia mide la frecuencia de las vibraciones causadas por el descentramiento con un analizador de frecuencia.
Equipos y Calibración
La precisión de las mediciones del descentramiento axial depende del equipo utilizado y de cómo se configura y calibra.
Independientemente del método que se utilice, las mediciones precisas deben configurarse y calibrarse correctamente.
Es importante asegurarse de que el equipo esté configurado y calibrado correctamente para que pueda dar lecturas precisas.
Desviación del eje
La mayoría de las veces, el descentramiento del eje axial se utiliza para comprobar el estado de los cojinetes de empuje.
Se mide en el centro del eje (sobre su eje de rotación).
El descentramiento de la cara es el término para las mediciones que no están en el centro.
En este caso, la planitud y la cuadratura se convierten en parte de la medición, que la mayoría de las aplicaciones no tienen en cuenta.
El descentramiento radial del eje es una forma de medir cuánto se mueve un eje redondo alrededor de su centro a medida que gira.
La alineación del eje/impulsión, la rigidez de los cojinetes, el aumento del descentramiento a medida que se desgastan los cojinetes y el equilibrio son factores que pueden causar esto.
Diferencia entre descentramiento axial y radial
Ambos tipos de descentramiento son desviaciones del eje de rotación previsto, pero la dirección de la desviación y los efectos en la pieza de trabajo son diferentes para cada tipo.
Explicación del descentramiento radial
El descentramiento radial es cuando el eje de rotación no está alineado con la línea central del husillo, pero todavía está fuera de ella.
El descentramiento radial es una medida que es la misma a lo largo del eje de la máquina.
Muestra cómo se mueve una mesa giratoria cuando gira en un plano horizontal.
A veces se le llama excentricidad o traslación lateral.
Explicación del descentramiento axial
Cuando el eje de rotación de una herramienta de corte se aleja de un plano a lo largo de su eje de rotación, esto se denomina desviación axial.
Debido a la desviación, el eje ahora está inclinado y ya no corre paralelo al eje principal.
El descentramiento axial dependerá de en qué parte de la base se mida.
El descentramiento axial puede provocar una serie de problemas, como una carga de viruta desigual, demasiada vibración de la herramienta, desviación de la punta y problemas con la rugosidad y la generación de la superficie.
Efectos del descentramiento radial y axial
Ambos tipos de descentramiento pueden hacer que una herramienta o pieza de equipo sea menos precisa, lo que puede hacer que gire fuera de su eje ideal.
El descentramiento radial hace que sea más difícil centrar una pieza en una mesa, lo que genera errores angulares y un acabado superficial deficiente en forma de errores de redondez.
El descentramiento axial cambia donde se encuentra la herramienta de corte en el plano vertical, lo que provoca cargas de viruta desiguales, una vida útil más corta de la herramienta y más vibración.
Esto, a su vez, puede causar que la superficie de la pieza de trabajo tenga un mal acabado, como rugosidad, ondas y marcas de vibraciones.
Al mecanizar a lo largo del eje Z, el descentramiento axial también puede cambiar la profundidad de corte y provocar errores en las dimensiones, como la conicidad.
Medición del descentramiento axial y radial
La mayoría de las veces, se utiliza un indicador de carátula con una base magnética estándar para medir el descentramiento de un acoplamiento o eje.
Simplemente coloque la base magnética en una superficie plana cerca del eje o acoplamiento.
Luego, coloque el indicador de carátula en el acoplamiento o eje y observe cómo se mueve la carátula.
Si hay demasiado descentramiento, significa que el diámetro interior del cubo del acoplamiento está desgastado o que el eje está doblado.
En algunos casos, también es una buena idea verificar el descentramiento axial del acoplamiento colocando el indicador de cuadrante en la cara exterior del cubo del acoplamiento.
El descentramiento axial se puede medir de varias maneras.
Los indicadores de carátula, los sensores láser y las máquinas de medición por coordenadas son algunas de las formas más comunes de hacer esto.
Las mediciones simples a menudo se realizan con indicadores de cuadrante, como los que tienen una base magnética.
La prueba se realiza colocando la base magnética sobre una superficie plana y colocando el indicador de cuadrante en el eje o acoplamiento para medir el descentramiento.
Se pueden utilizar sensores láser o máquinas de medición por coordenadas para realizar mediciones más exactas y precisas.
Estos dispositivos le permiten tomar medidas sin tocarlos y pueden medir el descentramiento a lo largo de más de un eje al mismo tiempo.
Minimización y eliminación del descentramiento axial
Para reducir o eliminar el descentramiento axial, es importante configurar y mantener la máquina correctamente.
Estas son algunas de las mejores formas de reducir el descentramiento axial:
- Portaherramientas de precisión: el uso de portaherramientas de precisión, como los portaherramientas de ajuste por contracción o de ajuste a presión, puede brindarle una rotación precisa y precisa de la herramienta, lo que puede ayudar a reducir el descentramiento.
- Elegir máquinas y portaherramientas con descentramiento mínimo: Elegir máquinas y portaherramientas con descentramiento mínimo es clave para mantener el descentramiento total de un sistema al mínimo.
- Presión uniforme: asegúrese de que haya la misma cantidad de presión alrededor del vástago para reducir el descentramiento.
- Comprobación y sustitución de los cojinetes desgastados: para reducir el descentramiento axial, los cojinetes desgastados o dañados deben revisarse y reemplazarse con regularidad.
- Supervisión y control de las fuerzas de corte: el uso de los parámetros de corte correctos, por ejemplo, puede ayudar a controlar las fuerzas de corte y reducir el descentramiento axial.
Estándares y especificaciones de la industria
Existen estándares y especificaciones de la industria para el descentramiento axial que se utilizan para garantizar que las piezas cumplan con ciertos requisitos de exactitud y precisión.
Organizaciones como la Organización Internacional para la Estandarización (ISO) y el Instituto Nacional Estadounidense de Estándares establecen estas reglas y requisitos (ANSI).
El descentramiento circular es uno de los estándares industriales más utilizados para el descentramiento axial.
El descentramiento circular es un tipo de tolerancia geométrica que se utiliza para medir cuánto se mueve hacia arriba o hacia abajo una superficie cuando gira en un plano horizontal.
En el descentramiento circular, el eje de referencia se utiliza como punto de referencia para la zona de tolerancia.
Esto crea una zona de tolerancia 2D alrededor del eje de referencia.
Para cumplir con la llamada, todos los puntos de la superficie real deben estar dentro de esta zona de tolerancia.
Al combinar dos ejes cortos en los extremos de la pieza, el descentramiento circular también se puede utilizar para comprobar otras características centrales de la pieza.
Existen otras reglas en el mundo de los negocios sobre el descentramiento axial, tales como:
- ISO 1101: esta norma describe los requisitos generales para la tolerancia geométrica de piezas de trabajo, incluido el uso de zonas de tolerancia para controlar la forma, la orientación y la ubicación.
Esta norma, ANSI Y14.5, indica cómo deben usarse las tolerancias y las dimensiones geométricas (GD&T) en los dibujos de ingeniería.
Esta norma, ASME B89.3.4, indica cómo medir el descentramiento axial con indicadores de carátula o sondas de desplazamiento electrónicas.
Estos estándares y especificaciones de la industria brindan a los ingenieros, fabricantes y personas a cargo del control de calidad una forma de comunicarse entre sí y asegurarse de que las piezas cumplan con ciertos requisitos.
Al seguir estos estándares y pautas, los fabricantes pueden asegurarse de que sus piezas sean precisas y satisfagan las necesidades de sus clientes.
Conclusión
En conclusión, el descentramiento axial es algo importante que deben considerar los ingenieros y maquinistas si quieren que su trabajo sea preciso.
Siempre es una amenaza para la precisión y la eficiencia de las operaciones de mecanizado, pero con las herramientas, las técnicas y los conocimientos adecuados, se puede abordar.
Al comprender las causas y los efectos del descentramiento axial y utilizar las mejores prácticas para reducir sus efectos, los profesionales de la ingeniería pueden lograr altos niveles de precisión, mejorar la productividad y reducir el desperdicio.
Pero el descentramiento axial también es un recordatorio del delicado equilibrio que debe mantenerse entre la complejidad de hacer las cosas y el deseo de perfección.
A medida que se nos ocurren nuevas ideas y superamos los límites de lo que es posible, debemos mantenernos humildes frente a los desafíos y siempre tratar de aprender más y mejorar en el mundo que nos rodea.
Compartir en…
