Cómo mecanizar agujeros cuadrados en un torno

Hoy en día, la mayoría de las arandelas de transmisión de hélice se instalan en el cigüeñal con un collar dividido cónico.En el pasado, no era raro que los fabricantes de motores a escala utilizaran una ranura cuadrada para esta tarea.Esta no es una mala idea, pero requiere un poco de mano de obra producir ambas piezas y los impulsores de hélice fabricados de esta manera tienen la costumbre de caerse cuando no hay hélice ni tuerca de hélice presentes.Esto puede resultar en la temida pérdida de la arandela de transmisión de la hélice y en la necesidad, años más tarde, de que un restaurador de motores se pregunte cómo pueden hacer un reemplazo adecuado.Este instructivo describe una forma simple pero efectiva de producir orificios cuadrados en acero y aluminio usando (o tal vez deberíamos decir 'abusando') nada más que un torno central estándar y una pieza de herramientas sencillas de fabricar.

Generalmente, la dimensión entre las caras de la sección cuadrada del eje será la misma que el diámetro de la sección roscada.En algunos casos, las esquinas del spline cuadrado se redondearán ligeramente.Lo que vamos a hacer es usar la silla del torno como formador y mordisquear los agujeros cuadrados una esquina a la vez, indexando el trabajo 90° para cada serie de cortes.Nuestra herramienta será una pieza de acero para herramientas redonda del mismo diámetro que el extremo del eje, en la que se han rectificado dos caras a 90° entre sí durante una distancia corta.También puede utilizar un trozo de varilla de perforación que permita limar las partes planas antes de endurecerlas y templarlas.Para facilitar el corte, el extremo de la herramienta debe estar orientado a aproximadamente 85° con respecto al eje y las partes planas deben aliviarse aproximadamente a 3° para reducir el roce a medida que la herramienta pasa por el trabajo.Después de formar (y tratar térmicamente si usa una varilla de perforación), apedree las dos caras y el extremo de la herramienta para que los dos bordes cortantes estén lo más afilados posible.

Esta foto muestra lo que necesitamos para empezar a abordar.A la izquierda, tenemos el impulsor de hélice en blanco que está terminado y tiene un orificio perforado en su centro del diámetro del extremo del eje (y nuestra brocha).Debajo hay un 'portabrocas' que sujetará al destornillador en el portabrocas del torno.La brida exterior descansará contra las mordazas del portabrocas evitando que las fuerzas de conformación la empujen hacia el portabrocas.La brida interior evita que el impulsor de hélice sea empujado hacia el portabrocas por estas mismas fuerzas.El corte de sierra le permite sujetar firmemente al conductor para indexarlo.La última parte es nuestra herramienta de brochado (o moldeado) terminada, montada en un soporte que se puede sujetar en el soporte del poste de herramientas del torno.De hecho, voy a utilizar un dispositivo de ranurado con llave que se atornilla al soporte del torno, pero se puede lograr el mismo trabajo montando la herramienta en el soporte del poste de herramientas y enrollando el soporte hacia adelante y hacia atrás con el volante del carro.Esto quizás sea un poco desagradable en la rejilla, pero si hacemos los cortes no más de 0.002' a 0.003' por pasada, todo debería estar bien.Sentirás lo que es un corte fácil y lo que es un poco excesivo con bastante facilidad.

Después de colocar el trabajo en el portabrocas, necesitamos alguna forma de indexarlo con bastante precisión 90° tres veces.Una forma es utilizar el mandril de cuatro mordazas y colocar un bloque de madera debajo de cada mordaza y la base del torno, utilizando así el mandril como rueda índice.Otra es marcar con precisión dos diámetros en ángulo recto entre sí en la parte posterior del destornillador y alinearlos con la punta de la esquina de la herramienta.Cada uno de estos requiere que se impida que el mandril gire después de que se haya establecido cada ángulo.Como no se aplica ninguna fuerza radial al trabajo, normalmente será suficiente una simple tensión de la correa (o engranaje).La tercera forma es utilizar un accesorio divisorio del cabezal, que es su propio dispositivo antirrotación.Todos proporcionarán suficiente precisión, pero usaré este último porque hice uno que tiene poco uso, ¡así que siempre estaré feliz de justificar su existencia!

El último trabajo es alinear el cortador de modo que el eje de la herramienta esté alineado con la línea central del torno, al igual que las esquinas de los bordes cortantes.Esta foto muestra este trabajo realizado con la ayuda de un torno en el punto muerto.De estos, conseguir que el eje de la herramienta coincida exactamente con el plano de la línea central del torno es la alineación más importante, ya que de lo contrario el mordisco quedará sesgado.Pero la rotación también es importante ya que indexaremos el cortador hacia nosotros con el deslizamiento transversal y un momento de reflexión debería revelar que el resultado será un poco rugoso en el centro de una parte plana si la punta del cortador no está en la línea central.

También necesitamos saber cuánto avanzar el cortador para formar la esquina correctamente.El buen Pitágoras nos lo dirá.Digamos que el orificio para el eje es de 1/4' y esa es también la distancia entre las caras cuadradas. La distancia de esquina a esquina será la raíz cuadrada de dos por 0,25 al cuadrado, o 0,354' Restamos el diámetro, luego reduzca a la mitad el resultado para obtener la profundidad de cada mordisco: 0,052'. Sugiero ir un poco menos profundo, digamos 0,048' lo que nos permitirá limpiar el último trozo con una lima de aguja, pero puede llegar hasta el final si lo desea. .

Las fotos de arriba muestran el resultado progresivo, de izquierda a derecha, a medida que se van cortando las esquinas.Comience moviendo la herramienta de manera ordenada y limpia en el orificio y ajuste el dial de deslizamiento transversal a cero en esta posición como referencia.Retire la herramienta y enrolle la corredera transversal dos o tres mil hacia usted, luego enrolle el sillín hacia el cabezal.La resistencia se sentirá casi nula, pero la cantidad de metal que se raspa aumentará a medida que aumente la profundidad del corte, aumentando progresivamente el empuje requerido.Si hace el corte demasiado superficial, la herramienta probablemente simplemente se desviará y frotará.Demasiado profundo y se atascará y también se desviará.La herramienta es delgada, por lo que retrocederá sin importar lo que hagas.Por eso es importante que los bordes estén afilados.Un poco de error al finalizar la prueba le dará números cómodos.A medida que se acerque al final, realice varios trazos con la misma configuración hasta que la herramienta deje de cortar y solo frote.Repita tres veces más, indexando 90° entre cortes y listo.

Otra buena razón para no cortar a la profundidad teórica es que no se puede hacer un ajuste de prueba del eje hasta que se le dé forma a la última esquina.Si su agujero es demasiado grande en los pisos, para entonces ya será un poco tarde.Pero si es demasiado pequeño, puedes decidir si son necesarios algunos trazos más en cada esquina, o si se puede hacer mejor y más fácilmente con un poco de lima.Un ajuste descuidado puede estar bien y probablemente estar cerca de lo que produjeron los fabricantes de equipos originales, pero como artesanos, ¡no podemos tolerar nada menos que la perfección!

Esta toma muestra la configuración utilizada para producir el orificio en la arandela impulsora en la parte superior de la página (para el Morton M-1).Tanto el accesorio de ranurado de chavetero atornillado al soporte del torno como el accesorio de indexación instalado en la rueda giratoria del torno se fabricaron a partir de kits.El accesorio de indexación es un diseño GHT con muchas de las piezas extraíbles y comunes al cabezal divisor universal montado en la silla.Seguro que diseñó excelentes herramientas y, si bien crear el dispositivo es un gran proyecto en sí mismo, el producto final vale la pena como herramienta y como pieza de pura ingeniería de modelo.Pero tampoco son necesarios y se pueden lograr resultados perfectamente aceptables sólo con el torno.

Eso es todo al respecto.Si está reemplazando una pieza con una brocha ciega (la entrada del extremo posterior es cuadrada, pero la salida del extremo frontal es redonda), simplemente brocha completamente.Realmente no hará ninguna diferencia.Si las esquinas de las estrías del eje están redondeadas, no afile la herramienta hasta que quede puntiaguda y el orificio coincidirá con las estrías.Finalmente, los impulsores de hélice instalados de esta manera dan como resultado concentraciones de par comparativamente altas y dependen de que la tuerca de hélice empuje el impulsor contra el extremo de la cara extrema de mayor diámetro del cigüeñal.Esta sigue siendo un área de contacto bastante pequeña, por lo que si el conductor es pequeño y también es la leva para los puntos de encendido, termínelo endureciéndolo por completo.El resultado será tan bueno como el original.