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Eyeing up a new technology

Jan 22nd 2008
From Economist.com

A “bionic” eye lens points to a completely new way of building microelectronic circuits

University of Washington

CONVENTIONAL contact lenses are good at correcting vision. That, however, is not enough for Babak Parviz. Dr Parviz, who works at the University of Washington, in Seattle, wants to get them to provide information, too. His model is the “head-up” displays on the windscreens of aircraft that are also becoming popular in cars. Shrinking the technology used in these applications to the point where it can be employed in tiny, flexible lenses has proved challenging. But last week, at a conference in Tucson, Arizona, organised by the Institute of Electrical and Electronics Engineers, Dr Parviz announced that he was getting close.

The lenses themselves are made out of polyethylene terephthalate (PET), a substance similar to that used in overhead projection sheets. Dr Parviz uses PET because his previous research has shown that metal circuits can be safely and effectively attached to it. The trick is building that circuitry in the first place, because the components—most notably, light-emitting diodes, or LEDs—have to be manufactured at high temperatures using processes that involve corrosive liquids.

The usual trick of doing this in situ on a piece of silicon that also serves as the circuit board would not work on a piece of PET, which would be destroyed almost instantly. Instead, Dr Parviz employs a technique he developed the year before last, and for which this is the first practical use.

It works by etching small, precisely shaped holes in the PET. The shapes of the holes match those of particular components. Those components are manufactured elsewhere, using the traditional, plastic-hostile techniques. They are then mixed together to create a grey powder that is floated in alcohol over the surface of the lens.

When a component floats over an appropriately shaped hole in the PET, it slips into position. In this way, not only can LEDs be laid down, but also tiny solar panels and antennae that convert radio waves into electrical energy. Everything is thus in place for a display unit that can extract power from the outside world, and also receive signals from it. All that need then be done is to encapsulate the result in Perspex (chosen because, being the material from which hard contact lenses are routinely made, it can protect the circuitry with harming the wearer’s eye) and shape the whole thing on a heated aluminium mould, so that it fits the eyeball of the wearer.

At the moment, Dr Parviz’s prototype does not produce a useful image. That would require much more complicated circuitry than he has built so far. But he can make the LEDs flash on and off, so the principle seems to work.

The next stage is to get someone to try one of the lenses on. That, in today’s risk-averse world, requires regulatory approval. But even by getting his self-assembled screen of LEDs to flash, Dr Parviz has shown that circuits can be built at room temperature this way. And that, rather than the specifics of this particular bionic eye lens, is the real point of the exercise.

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BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт www.tool-tool.com для получения большей информации.

BW is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web www.tool-tool.com for more info.

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Бронза је назив за велики број легура бакра, најчешће с калајем, али и са другим елементима као што су фосфор, манган, алуминијум и силицијум. Од овога је изузетак легура с цинком која се обично назива месинг. Пре открића гвожђа била је најважнија ковина, па је према њој добило назив и бронзано доба. Бронза је мешавина бакра и калаја која, када се изгланца, изгледа као злато. Династија Шанг је стекла моћ обрадом бронзе, јер је бронза тврд метал који се може употребити на много начина - за оруђе, кућне посуде и оружје. Бронза је коришћена и за украсе, уметничке и верске предмете. Изливала се у глинене калупе са изрезбареним шарама. Бронза је у целом свету представљала велики технолошки напредак.

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Bronze is a metal alloy that is usually created by combining Tin and Copper. Bronze was the first alloy that was used by humans. The first nation that used Bronze was Egypt about 3500 years B.C. This gave the name for the Bronze Age.

Bronze is used for manufacturing engineering parts and castings. The main things that are made out of it are pump parts, bearings , bells, electrical components, gears, valves, and other things.

Mainly the Bronzes are classified as -

Aluminum Bronze, Leaded Bronze, Tin Bronze, and Silicon Bronze.

Bronze articles are usually cast in a foundry.

Piece of bronze

Fragment of a bronze portrait of Marcus Aurelius

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Bron je ime za mnoge zlitine bakra, navadno s kositrom v razmerju 9:1, lahko pa tudi s cinkom ali drugimi kovinami. Kovati so ga začeli na Bližnjem vzhodu okoli leta 3300 pr. n. št. V tem obdobju, ki se po njem imenuje bronasta doba, so v zlitino dodajali tudi arzen, ki je kovino ojačal.

Bron je bil trši od železa, še ene pogoste kovine iz tega obdobja, kakovostnega jekla pa še več tisoč let niso znali izdelati. Kljub temu se je bronasta doba umaknila železni dobi, ko se je zaradi velikih selitev prebivalstva med 12.-11. stol. pr. n. št. v Sredozemlju končala trgovina s kositrom, kar je omejilo zaloge in zvišalo cene. Bron so v železni dobi še vedno precej uporabljali, a za večino potreb je zadoščalo mehkejše železo. Rimski častniki so bili, denimo, opremljeni z bronastimi meči, medtem ko so navadni pešaki morali shajati z železnimi rezili.

Bron se je vseskozi uporabljal tudi v umetniške namene, npr. v kiparstvu.

Gl. tudi medi.

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El aditamento para conos tiene una corredera externa a los carriles que puede orientarse a un cierto ángulo y que permite mover el carro transversal al ángulo de ajuste. Con él pueden hacerse conicidades desde ligeras hasta regularmente fuertes, pero la longitud está limitada a la carrera del aditamento. La pieza de trabajo puede sujetarse en un mandril y pueden hacerse conos tanto externos como internos, a menudo con el mismo ajuste para partes que deben ensamblarse. Se utiliza avance automático. Los aditamentos para conos están graduados en pulgadas por pie (CPP) o en grados.

Existen dos tipos de aditamentos para conos, el aditamento simple y el aditamento telescópico para conos Fig. 19. Cuando se instala el de tipo simple, es necesario quitar el tornillo que fija el avance transversal para liberar la tuerca. Luego debe darse la profundidad de corte usando la manivela del tornillo de avance del carro auxiliar. Puede usarse el avance transversal para dar la profundidad de corte cuando se utiliza el aditamento telescópico para conos, ya que con este tipo no se desembona el tornillo que fija el avance transversal.

Cuando se va a duplicar una pieza de trabajo o cuando se va a cortar una conicidad interna para una conicidad externa existente, es conveniente ajustar el aditamento para conos usando un indicador de carátula. La punta de contacto del indicador de carátula debe estar ajustada al centro de la pieza de trabajo. Primero se centra la pieza de trabajo en un mandril o entre centros de manera que no ofrezca corrimiento alguno al hacérsela girar. Con el husillo del torno parado, se mueve el indiciador desde uno de los extremos del cono hasta el otro. Se ajusta el aditamento para conos hasta que no varíe la lectura del indicador durante el movimiento.

Si no se conoce el ángulo, la conicidad por pie o la conicidad por pulgada para poder ajustar el aditamento para conos, entonces se procede como sigue:

Si se tienen expresados por pulgadas los diámetros de los extremos (D y d) y la longitud del cono (L):

Conicidad por pie = 12 ( D – d ) / L

Si se tiene la conicidad por pie, pero se quiere conocer la magnitud de la conicidad en pulgadas para una longitud dada, se aplica:

Magnitud de la conicidad = ( longitud ) ( CPP ) / 12

Dada de la parte cónica

Procedimiento para Instalar el Aditamento para Conos: (fig. 21)

1. Limpiar y aceitar la barra deslizante (α).

2. Colocar la pieza de trabajo y la herramienta de corte al centro. Acercar la herramienta hasta la pieza de trabajo y al centro de la parte cónica.

3. Quitar el tornillo que fija el avance transversal (b) que une a la tuerca del tornillo del avance transversal con la corredera transversal. No se debe quitar ese tornillo si se está usando un aditamento telescópico para conos. El tornillo se quita solamente cuando se usa el de tipo simple. Colocar un tapón temporal en el agujero para evitar que le caigan rebanadas.

4. Aflojar los tornillos de seguridad (c) de ambos extremos de la barra deslizante y ajustarlos al grado requerido de conicidad.

5. Apretar los tornillos de seguridad.

6. Apretar la palanca ligera (d) sobre la extensión ranurada de la corredera transversal que hay en el bloque deslizante, con el aditamento de tipo simple únicamente.

7. Asegurar la ménsula de sujeción (e) a la bancada del torno.

8. Mover el carro hacia la derecha de manera que la herramienta quede de ½ a ¾ de pulgada pasando la posición de partida. Esto debe hacerse en cada pasada para eliminar cualquier juego del aditamento para conos.

9. Alimentar la herramienta hacia la pieza de trabajo la profundidad del primer corte del carro transversal, excepto cuando se esté usando un aditamento de tipo simple. Para el de tipo simple se utiliza la corredera del carro auxiliar.

10. Tomar un corte de prueba y verificar los diámetros. Continuar el corte de desbastado.

11. Verificar el cono en cuanto a ajuste y reajustar el aditamento para conos, en caso necesario.

12. Tomar un corte ligero, de alrededor de 0.010 in. y verificar nuevamente la conicidad. Si es correcta, terminar los cortes de desbastado y de acabo.

Los conos internos se hacen mejor con el aditamento para conos. Se ajusta todo de la misma manera prescrita para los conos externos.

歡迎來到Bewise Inc.的世界，首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力，我們是提供專業刀具製造商，應對客戶高品質的刀具需求，我們可以協助客戶滿足您對產業的不同要求，我們有能力達到非常卓越的客戶需求品質，這是現有相關技術無法比擬的，我們成功的滿足了各行各業的要求，包括：精密HSS DIN切削刀具、協助客戶設計刀具流程、DIN or JIS 鎢鋼切削刀具設計、NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 航太切削刀具,NAS航太刀具設計、超高硬度的切削刀具、醫療配件刀具設計、汽車業刀具設計、電子產業鑽石刀具、木工產業鑽石刀具等等。我們的產品涵蓋了從民生刀具到工業級的刀具設計；從微細刀具到大型刀具；從小型生產到大型量產；全自動整合；我們的技術可提供您連續生產的效能，我們整體的服務及卓越的技術，恭迎您親自體驗！！

BW Bewise Inc. Willy Chen willy@tool-tool.com bw@tool-tool.com www.tool-tool.com skype:willy_chen_bw mobile:0937-618-190 Head &Administration Office No.13,Shiang Shang 2nd St., West Chiu Taichung,Taiwan 40356 http://www.tool-tool..com / FAX:+886 4 2471 4839 N.Branch 5F,No.460,Fu Shin North Rd.,Taipei,Taiwan S.Branch No.24,Sec.1,Chia Pu East Rd.,Taipao City,Chiayi Hsien,Taiwan

Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, its our pleasure to serve for you. BW product including: cutting tool、aerospace tool .HSS DIN Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 Cutting Tools,Carbide end mill、disc milling cutter,Aerospace cutting tool、hss drill’Фрезеры’Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、CVDD(Chemical Vapor Deposition Diamond )’PCBN (Polycrystalline Cubic Boron Nitride) ’Core drill、Tapered end mills、CVD Diamond Tools Inserts’PCD Edge-Beveling Cutter(Golden Finger’PCD V-Cutter’PCD Wood tools’PCD Cutting tools’PCD Circular Saw Blade’PVDD End Mills’diamond tool ‘Single Crystal Diamond ‘Metric end mills、Miniature end mills、Специальные режущие инструменты ‘Пустотелое сверло ‘Pilot reamer、Fraises’Fresas con mango’ PCD (Polycrystalline diamond) ‘Frese’Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN or JIS tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angel carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-nosed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.

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（１）精密ＨＳＳエンド・ミルのＲ＆Ｄ

（２）Carbide Cutting tools設計

（３）鎢鋼エンド・ミル設計

（４）航空エンド・ミル設計

（５）超高硬度エンド・ミル

（６）ダイヤモンド・エンド・ミル

（７）医療用品エンド・ミル設計

（８）自動車部品＆材料加工向けエンド・ミル設計

弊社の製品の供給調達機能は：

（１）生活産業～ハイテク工業までのエンド・ミル設計

（２）ミクロ・エンド・ミル～大型エンド・ミル供給

（３）小Ｌｏｔ生産～大量発注対応供給

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（５）スポット対応～流れ生産対応

弊社の全般供給体制及び技術自慢の総合専門製造メーカーに貴方のご体験を御待ちしております。

BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт www.tool-tool.com для получения большей информации.

BW is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web www.tool-tool.com for more info.

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Pueden producirse conicidades largas ligeras en flechas y partes exteriores solamente entre centros. Las conicidades internas no pueden cortarse por este método. Se hace uso del avance automático para obtener buenos acabados. Debe conocerse la conicidad por pie o por pulgada para poder calcular la magnitud del desplazamiento del contrapunto. Como los conos son diferentes longitudes, no serían iguales las conicidades por pulgada o por pie para el mismo desplazamiento (fig.9). Cuando se conoce la conicidad por pulgada, el cálculo del desplazamiento se hace así:

Desplazamiento = (CPPu * L)/2

Donde CPPu = conicidad por pulgada

L = Longitud de la pieza de trabajo.

De manera semejante, si se conoce la conicidad en pies, el cálculo para el desplazamiento sería el siguiente:

Desplazamiento = (CPP * L)/24

Donde CPP = conicidad por pies

L = Longitud de la pieza de trabajo.

Si la pieza de trabajo tiene una conicidad corta en cualquier parte de su longitud (fig. 10) y no se conoce ni la conicidad por pie i la conicidad por pulgada, puede aplicarse la siguiente fórmula:

Desplazamiento = L*(D-d)/(2*L₁)

Donde D = diámetro en el extremo grande del cono

d = diámetro en el extremo pequeño del cono.

L = longitud total de la pieza de trabajo.

L1 = longitud del cono

Cuando se está preparando para tornear una conicidad entre centros, recuérdese que el área de contacto entre el centro y el agujero de centro es limitada (fig. 11). Puede ser necesario lubricar con frecuencia los centros.

También debe notarse la trayectoria de la cola doblada del pero del torno en la ranura de arrastre(fig. 12). Verificar que haya una holgura adecuada.

Para medir el desplazamiento del contrapunto, utilizar ya sea los centros y una escala o la marca testigo y una escala; ambos métodos son adecuados para algunos fines. Puede hacerse una medición más precisa con un indicador de carátula. Se ajusta el indicador sobre el husillo del contrapunto mientras están todavía alineados los centros. Se recomienda tener una carga ligera en el indicador. Se ajusta el bisel a cero y se mueve el contrapunto hacia el operador una magnitud igual a la calculada. Fijar el contrapunto a los carriles. Si se cambia la lectura del indicador, aflojar ala prensa de sujeción y hacer el reajuste necesario.

Otro método exacto para desplazar el contrapunto es usar el carro transversal. Con los centros alineados, llevar el extremo trasero del porta herramienta hasta estar en contacto con el husillo del contrapunto. Puede usarse una tira de papel como calibrador de hoja. Ajustar la carátula del micrómetro a cero. Retroceder el carro transversal la cantidad calculada más una vuelta completa para eliminar el juego, luego vuelva a regresarlo la cantidad calculada. Mueva el contrapunto hasta que haga contacto con la tira de papel sostenida en el extremo del porta herramienta.

Al cortar roscas cónicas tales como roscas de tubería, la herramienta debe escuadrarse con la línea de centros de la pieza de trabajo, y no con la conicidad (fig,. 17). Cuando ya haya terminado de hacer conos por el método del contrapunto desplazado, realinear los centros a 0.001 pulgadas o menos en 12 pulgadas.

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Para el efecto se utiliza una escala graduada colocada en la parte baja del carro porta-herramientas (plato, disco giratorio) fig. 3

El uso de un transportador universal permite con frecuencia un ajuste más fino.

También se puede ajustar el carro porta-herramientas colocando un calibrador macho cónico entre puntas y comprobar el recorrido del carro por medio de un reloj comparador el cual tiene que estar dispuesto a la altura de las puntas del torno, así que varíe el ángulo. (fig.4)

Sujeción de la Herramienta

La punta de la herramienta (buril) ha de estar exactamente a la altura del centro del torno pues en caso contrario no se obtendría una pendiente exacta, la superficie lateral del cono resultaría encorvada (Fig. 5)

En un cono de 50mm. y 20mm de diámetros y 100mm. de longitud para una posición del buril de 2mm. Por encima del centro, se produciría un error de 0.24 mm en el diámetro.

Conducción del carro porta-herramientas

El Carro porta-herramientas tiene que deslizar tan libre de juego como sea posible, en otro caso se producen irregularidades sobre la superficie de trabajo.

Cálculo del ángulo de Posición del Carro Superior

Los conos cortos con muchos ángulos son torneados por medio del desplazamiento del carro superior (carro porta-herramientas). El ángulo de posición para el carro superior designa con œ/2 por ser mitad del ángulo del carro (œ) en su vértice.

Cuando no se conoce el ángulo de posición, se tiene primero que encontrar la relación tangente del ángulo y después determinar el ángulo de œ/2 por medio de una tabla de tangentes.

tg œ= Cateto opuesto/ cateto contiguo(adyacente)

de donde = œ/2 será igual a (Fig. 1)

tg = œ/2 = D – d/2/1 = D-d/2.1

Los valores numéricos de esta relación han sido determinados para los distintos ángulos. Es decir, que si nos es conocida la tangente, será posible determinar con ayuda de una tabla el ángulo que le corresponde.

Ejemplos:

a) tg œ/2 = 0.5022 œ/2 vale, según tablas = 26º40´

b) tg œ/2 = 0.4986 œ/2 vale, según las tablas = 26º30´

En los libros de tablas, los valores numéricos corresponden a cada 10´ por lo que hay que calcular los situados entre 10´ y 10´

Ejemplo:

Tg œ/=0.5

0.5 se halla comprendido entre 0.5022 y 0.4986 tg por lo tanto el ángulo que buscamos estará también comprendido entre 26º 30' y 26 º40' . La diferencia 0.5022 - 0.4986 = 0.0036 corresponde a 3.6 diez milésimas (0.00036). La diferencia 0.5 - 0.4986 = 0.0014 (14 diez milésimas) le corresponderán según esto 14 * 3.6 = 3.88' = 4' en números redondeados. Para tg œ/2 = 0.5 se tendrá por lo tanto 26º 34'.

Ejemplo:

Calcular el ángulo de posición œ/2 del siguiente caso: (Fig. 7)

tg œ/2 = (D-d) / 21 = (50 – 45) / 2.100

tg œ/2 = 5/200 = 0.025

Según tabla = tg 1º 30' = 0.0262

tg 1º20'-0.0233☺

luego 10'=0.00029=2.9 diez milésimas

0.025 - 0.0233 = 17. Diez milésimas

17 * 2.9 = 6' en números redondos de donde

œ/2 = 1º 20' + 6' = 1º 26'

En milímetros:

Si se conoce el ángulo de posición œ/ el ajuste del carro superior será

V- perímetro pieza ang. Pos./360

v – x.d a/2/360 en mm

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Hay cuatro métodos para cortar un como en el torno. Estos son los métodos de deslizamiento del carro auxiliar, el método del contrapunto desplazado, el del aditamento para conos y el que utiliza una herramienta de forma. Cada uno de estos métodos tiene sus ventajas y desventajas, por lo que la clase de cono que se necesite en una pieza de trabajo debe ser el factor decisivo para la selección del método que ha de aplicarse.

Método del Carro Auxiliar

En un torno se pueden cortar conos cortos internos y externos de conicidad fuerte avanzando a mano el carro auxiliar. La base giratoria del carro auxiliar está dividida en grados. Cuando la corredera del carro auxiliar está alineada con los carriles del torno, la línea de cero grados estará también alineada con la línea índice del carro auxiliar fuera de su índice, el cual es paralelo a la línea de centros del torno, puede tomarse una lectura directa para la mitad del ángulo o el ángulo a la línea de centros de la parte maquinada. Cuando se maquina una conicidad sobre la línea de centros del torno, su ángulo incluido será igual al doble del ángulo que se tenga ajustado en el carro auxiliar. No todos los tornos tienen grabado su índice en esta forma.

Cuando el carro auxiliar está alineado con el eje del carro transversal y se gira fuera de su índice en cualquiera de las dos direcciones, se lee un ángulo directamente en la línea de centros del carro transversal. Como la línea de centros del torno está a 90° de la línea de centros del carro transversal, la lectura que se obtiene en el índice de la línea de centros del torno es el ángulo complementario.

Por éste método pueden cortarse conos de cualquier ángulo, pero la longitud está limitada a la carrera del carro auxiliar. Como los conos se expresan a menudo en CPP, a veces es conveniente consultar una tabla de conversión de CPP a ángulos.

Conicidad por pie	Grados	Minutos	Grados	Minutos	Conicidad por pulgadas
1/8	0	36	0	18	0.0104
3/16	0	54	0	27	0.0156
¼	1	12	0	36	0.0208
5/16	1	30	0	45	0.026
3/8	1	47	0	53	0.0313
7/16	2	5	1	2	0.0365
½	2	23	1	11	0.0417
9/16	2	42	1	21	0.0469
5/8	3	00	1	30	0.0521
11/16	3	18	1	39	0.0573
¾	3	35	1	48	0.0625
13/16	3	52	1	56	0.0677
7/8	4	12	2	6	0.0729
15/16	4	28	2	14	0.0781
1	4	45	2	23	0.0833
1 ¼	5	58	2	59	0.1042
1 ½	7	8	3	34	0.1250
1 ¾	8	20	4	10	0.1458
2	9	32	4	46	0.1667
2 ½	11	54	5	57	0.2083
3	14	16	7	8	0.2500
3 ½	16	36	8	18	0.2917
4	18	56	9	28	0.3333
4 ½	21	14	10	37	0.3750
5	23	32	11	46	0.4167
6

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El torneado cónico consiste en ejecutar sólidos de revolución cuyas generatrices no son paralelas. Los métodos empleados pueden diferir según la abertura de la conicidad.

Los conos se usan en las máquinas por su capacidad para alinear y sujetar partes de la misma y para realinearlas cuando se ensamblan y se desensamblan repetidas veces.

El cono es un cuerpo de revolución, cuyo diámetro va disminuyendo de modo continuo; esta disminución de diámetro se llama conicidad. (fig.1) Se denomina Conicidad al cociente entre la diferencia de los diámetros y la longitud., por ejemplo, una conicidad de I:15 significa que en cada 15 mm. de altura, el diámetro disminuye I mm. Si D y d son los diámetros extremos se tendrá:

Conicidad = (D – d)/I

Este valor puede referirse a la longitud de 100 mm para una conicidad porcentual y puede escribirse así:

Conicidad = 0.003 ó 3/100 ó 3%

Conociendo los diámetros y la Conicidad, puede calcularse la altura del cono.

Si se conoce el diámetro mayor, la altura del cono y la Conicidad, se puede hallar el diámetro menor del modo siguiente:

Cuando un cono tiene una conicidad ligera, como el cono Morse que tiene una conicidad de alrededor de 5/8 de pulgada por pie, se dice que es un cono de auto sujeción, porque se sostiene y es arrastrado por la fricción. Una conicidad fuerte, como la de un cono de liberación rápida de 3 ½ pulgadas por pie, y que es del tipo que más se emplea en las fresadoras, debe sujetarse en su posición con un tornillo de arrastre.

En una pieza cónica se llama inclinación o pendiente el cociente de dividir la diferencia de radios por la longitud.

Es lo que en trigonometría se llama tangente del arco comprendido. También este valor puede darse percentual, refiriéndolo a 100 mm de longitud; entonces puede escribirse así:

Inclinación = 0.015 ó 1.5 / 100 ó 1.5 %

α es el ángulo de inclinación, que vale la mitad del ángulo en el vértice del cono.

Tabla que da el semi ángulo en el vértice, en función de la inclinación percentual

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Maquinado de agujeros de centrado

En piezas como los árboles con frecuencia resulta necesario practicar agujeros de centrado que después se emplean para el maquinado ulterior de la pieza y para su restauración durante la explotación. Por eso, el centrado se ejecuta con esmero especial. Los agujeros de centrado del árbol han de encontrarse sobre un mismo eje y tener iguales dimensiones en ambos topes, independientemente de los diámetros de los muñones terminales del árbol.

Si no se cumplen estos requerimientos, se reduce la precisión del maquinado y aumenta el desgaste de las puntas y de los agujeros de centrado.

La configuración de los agujeros de centrado se aduce en la fig. 8.9; sus dimensiones se dan en la tabla 5. Con mayor frecuencia los agujeros de centrado tienen el ángulo del cono igual a 60°.

Tabla 5.

Diámetro de la pieza a trabajar	Diámetro mínimo del muñón terminal del árbol Do mm.	d	Z; D, no más de	L, no menos de	α
Más de 6, hasta 10	6,5	1,5	4	1,8	0,6
Más de 10, hasta 18	8	2,0	5	2,4	0,8
Más de 18 hasta 30	10	2,5	6	3	0,8
Más de 30 hasta 50	12	3	7,5	3,6	1
Más de 50 hasta 80	15	4	10	4,8	1,2
Más de 80 hasta 120	20	5	12,5	6	1,5

Observación: por diámetro nominal del agujero de centrado se adopta convencionalmente la dimensional d.

A veces, en árboles pesados este ángulo se aumenta hasta 75 ó 90°. Para que el vértice de la punta no entre en contacto co la pieza, en los agujeros de centrado se practican cavidades cilíndricas con un diámetro d (fig. 8.9).

Para preservar contra el deterioro los agujeros de centrado de uso reiterado éstos tienen un bisel protector con un ángulo de 120° (fig. 8.9 b).

La fig. 8.10 muestra cómo se desgasta la punta fija de la máquina herramienta cuando el agujero de centrado está ejecutado incorrectamente en la pieza bruta. Si hay falta de coaxialidad a entre los agujeros de centrado y falta de coaxialidad b entre las puntas (fig. 8.11), durante el maquinado la pieza se ajusta con un ladeo, lo cual provoca errores

considerables en la forma de la superficie exterior de la pieza.

Los agujeros de centrado en piezas brutas pequeñas se practican aplicando diferentes procedimientos.

La pieza se fija en el plano autocentrador y en el husillo de la contrapunta del cabezal móvil se coloca el mandril portabrocas con la herramienta centradora. Los agujeros de centrado con diámetros de 1,5…5mm se mecanizan con brocas centradoras combinadas sin bisel protector (fig. 8.12,d) o con éste (fig. 8.12, e). Los agujeros de centrado de grandes dimensiones primero se taladran con una broca cilíndrica (fig. 8.12, a) y luego, con un avellanador de un solo diente (fig. 8.12, b) o de dientes múltiples (fig. 8.12, c).

Los agujeros de centrado se hacen, girando la pieza bruta; el avance de la herramienta centradora se realiza a mano (accionando el volante del cabezal móvil). El tope en el que se elabora el agujero de centrado, se refrenta previamente con una cuchilla.

La dimensión requerida del agujero de centrado se determina por la penetración de la herramienta centradora, guiándose por el limbo en el volante del cabezal móvil o por la escala del husillo de la contrapunta. Para asegurar la coaxialidad de los agujeros de centrado, la pieza se traza previamente y al centrarla se mantiene con ayuda de una luneta.

Los agujeros de centrado se trazan valiéndose de la escuadra de trazado (fig. 8.13, a) Las clavijas 1 y 2 están dispuestas a distancias iguales respecto del borde AA de la escuadra. Aplicando la escuadra sobre el tope y apretando las clavijas contra el muñón del árbol, se traza una raya en el tope del árbol a lo largo del borde AA y después de girar la escuadra a 60…90° se traza la raya siguiente, etc. La intersección de varias rayas determinará la posición del agujero de centrado en el tope del árbol. Para el trazado se puede utilizar también la escuadra mostrada en la fig. 8.13 b.

Después del trazado se hace el graneteado del agujero. Si el diámetro del muñón del árbol no supera los 40 mm, el graneteado del agujero se puede hacer con el dispositivo mostrado en la fig. 8.14 sin el trazado previo.

El cuerpo 1 del dispositivo se monta con la mano izquierda sobre el tope del árbol 3 y, con un golpe del martillo sobre el granete 2, se marca el centro del agujero.

Si durante el trabajo las superficies cónicas de los agujeros de centrado se deterioran o desgastan irregularmente, se permite corregirlas con una cuchilla; en este caso la carretilla superior del carro se hace girar al ángulo del cono.

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El maquinado de piezas con superficies cónicas está ligado a la formación del cono, para el cual son características las dimensiones siguientes: (fig. 8.1): Los diámetros menor (d) y mayor (D) y la distancia (I) entre los planos, en los cuales se encuentran circunferencias con diámetros D y d. El ángulo α que como se indicó anteriormente es llamado ángulo de inclinación del cono y el ángulo 2 α, ángulo del cono.

Procedimientos Empleados para Mecanizar Superficies Cónicas

Al maquinar árboles, con frecuencia nos encontramos con transiciones de forma cónica entre las superficies a trabajar. Si la longitud del cono no supera los 50 mm, éste se puede tornear con una cuchilla ancha fig. 8.2. El ángulo de ataque del filo de la cuchilla ha de corresponder al de inclinación del cono de la pieza que se desea mecanizar. A la cuchilla se le comunica un avance en dirección transversal o longitudinal.

Para disminuir la alteración de la generatriz de la superficie cónica y reducir la desviación del ángulo de inclinación del cono hay que colocar el filo de la cuchilla a la altura del eje de rotación de la pieza que se desea trabajar.

Debe tomarse en consideración que durante el maquinado del cono con una cuchilla, cuyo filo tiene una longitud superior a 10…15 mm, pueden surgir vibraciones de un nivel tanto más alto, cuanto más grandes sean la longitud de la pieza que se trabaja, menores su diámetro y el ángulo de inclinación del cono, más cerca esté ubicado el cono hacia la mitad de la pieza, mayor se la salida de la cuchilla y menor la solidez de su fijación. A consecuencia de las vibraciones, en la superficie que se mecaniza surgen huellas y empeora su calidad. Al tornear piezas rígidas con una cuchilla ancha, pueden no producirse vibraciones, pero en este caso resulta posible el desplazamiento de la cuchilla bajo la acción de la componente radial de la fuerza cortante, lo cual altera el ajuste de la cuchilla para el ángulo requerido de inclinación. El desplazamiento de la cuchilla depende del régimen de mecanizado y de la dirección del avance.

Las superficies cónicas con inclinaciones grandes pueden mecanizarse girando el carrillo superior del carro con el portaherramientas (fig. 8.3) a un ángulo α igual al de inclinación del cono que se elabora. El avance de la cuchilla se opera a mano (mediante la manivela de desplazamiento del carrillo superior), lo cual es un defecto de este procedimiento, puesto que la irregularidad del avance manual conduce al aumento de la rugosidad en la superficie labrada. De acuerdo con el procedimiento indicado se mecanizan las superficies cónicas, cuya longitud es conmensurable con la de la carrera del carrillo superior.

Las superficies cónicas de grandes longitudes con α = 8…10° pueden ser maquinadas desplazando el cabezal móvil (fig. 8.4) a una magnitud h = L* sen α. Si los ángulos son pequeños, sen α ≈ tg α y h≈ L(D-d)/2l. Si L=l, entonces h = (D-d)/2.

La magnitud a la que se desplaza el cabezal móvil se determina por una escala grabada en el tope de la placa de apoyo, por el lado del volante, y una raya en el tope del cuerpo del cabezal móvil. El valor de una división de la escala, de ordinario, es igual a 1 mm. En ausencia de la escala sobre la placa de apoyo, la magnitud del desplazamiento del cabezal móvil se calcula por una regla aplicada a la placa de apoyo.

Los procedimientos utilizados para controlar el desplazamiento del cabezal móvil se exponen en la fig. 8.5. En el portaherramientas se fija un limitador de carrera (fig. 8.5, a) o un indicador (fig. 8.5 b). Como limitador de carrera puede usarse la parte trasera de la cuchilla.

El limitador de carrera o indicador se acerca al husillo de la contrapunta del cabezal móvil, se fija su posición de partida por el limbo de la manivela de avance transversal o la aguja del indicador y luego se aparta. El cabezal móvil se desplaza a una magnitud superior a h, mientras que el limitador de carrera o indicador se mueve (valiéndose de la manivela de avance transversal) a la magnitud h a partir d la posición inicial. Luego el cabezal móvil se desplaza al encuentro del limitador de carrerra o del indicador comprobando su posición por la manecilla del indicador o por la fuerza con que está apretada una tira de papel entre el limitador de carrera y el husillo de la contrapunta.

La posición del cabezal móvil para mecanizar una superficie cónica puede determinarse según la pieza acabada. Ésta (o la muestra) se coloca entre las puntas de la máquina herramienta y el cabezal móvil se desplaza hasta que la generatriz de la superficie cónica resulte paralela al desplazamiento longitudinal del carro. Para esto, el indicador se monta en el portaherramientas , se acerca a la pieza hasta entrar en contacto y se desplaza (por el carro) a lo largo de la generatriz de la pieza. El cabezal móvil se desplaza hasta que las desviaciones de la aguja del indicador sean mínimas, después de lo cual se fija.

Para asegurar igual conicidad de una partida de piezas que se trabajan por este procedimiento, es preciso que las dimensiones de las piezas y de sus agujeros de centrado tengan unas desviaciones insignificantes. Puesto que el desplazamiento de las puntas de la máquina herramienta provoca desgaste de los agujeros de centrado de las piezas que se maquinan, se recomienda mecanizar primero las superficies cónicas, luego corregir los agujeros de centrado y después de esto llevar a cabo el maquinado fino definitivo. Para reducir el ensanche por golpeteo de los agujeros de centrado y el desgaste de las puntas, es conveniente fabricar estas últimas con los vértices redondeados.

También está muy difundido el maquinado de las superficies cónicas con dispositivos copiadores. En la bancada de la máquina se fija la placa 1 (fig 8.6 a) con la regla copiadora 2, por lo cual se desplaza el cursor 5 unido al carro 6 de la máquina herramienta por medio del tirante 7 con el sujetador 8. Para conseguir el movimiento transversal libre del carro es necesario desconectar el tornillo del avance transversal, Durante el desplazamiento longitudinal del carro 6 la cuchilla adquiere ambos movimientos: el longitudinal a partir del carro y el transversal a partir de la regla copiadora 2. La magnitud del desplazamiento transversal depende del ángulo de giro de la regla copiadora 2 respecto al eje 3. El ángulo de giro de la regla de determina por las divisiones trazadas en la placa 1; la regla se fija mediante los pernos 4. El avance de la cuchilla hasta la profundidad de corte se opera con la manivela de movimiento del carrillo superior del carro.

El maquinado de la superficie cónica 4 (fig. 8.6, b) se realiza con la plantilla copiadora 3 instalada en el husillo de la contrapunta del cabezal móvil o en el cabezal revólver de la máquina. En el portaherramientas del carro transversal se monta el dispositivo 1 con el rodillo copiador 2 y una cuchilla normal puntiaguda. Durante el desplazamiento transversal del carro, el rodillo copiador 2 recibe un desplazamiento longitudinal que corresponde al perfil de la plantilla copiadora 3 y que se transmite (a través del dispositivo 1) a la cuchilla. Las superficies cónicas exteriores se mecanizan con cuchillas normales y las interiores, con las de torneado interior.

Para obtener un orificio cónico en un material macizo (fig 8.7), la pieza bruta se mecaniza previamente (se taladra, se mandrina) y luego se labra definitivamente (se escaria).

El escariado se ejecuta sucesivamente con un juego de escariadores cónicos (fig. 8.8). El diámetro del orificio taladrado previamente es en 0,5…1mm menor que el de entrada del escariador. Las formas de los filos y el trabajo de los escariadores son los siguientes:

Los filos del escariador desbastador (fig. 8.8, a) tienen forma escalonada; el escariador semiacabador (fig. 8.8 b) elimina rugosidades dejadas por el escariador desbastador; el escariador acabador (fig, 8.8 c) tiene filos continuos en toda su longitud y calibra el orificio.

Si necesita obtener un orificio cónico de alta precisión, antes de escariarlo, se mecaniza con una broca avellanadota cónica, para lo cual en el material macizo se perfora un orificio en 0,5 mm menor que el diámetro del cono, y luego se aplica la broca avellanadota. A fin de disminuir el sobreespesor para el avellanado, a veces se usan brocas escalonadas de diferente diámetro.

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