Machuelos

Los machuelos, también llamados grifos, son piezas metálicas fabricadas tanto en acero como en otros materiales y su función es crear roscas internas de un tornillo con un material específico. Un grifo es una varilla de acero de dureza variable afilada como un tornillo, generalmente con tres a seis ranuras longitudinales en forma de fresa y dejando espacio para quitar las virutas de metal. El grifo generalmente tiene un vástago cuadrado que se adapta a todas las manijas del grifo así como a un mandril de máquina de rosca de alta velocidad. Muchas veces al colocar tornillos en un material ya sea madera o metal se perfora el orificio solo con una broca y se coloca el tornillo con una tuerca en la parte de atrás, esto es un poco incorrecto en algunos trabajos porque con el tiempo los tornillos (principalmente de madera) comenzarán a saltar y dañar la madera.

Uso del Machuelo

Para evitar lo anterior se utiliza un grifo que permite cortar la rosca interna del tornillo en el agujero que estamos realizando. Mediante el uso de un machuelo podemos asegurarnos de que el tornillo se fija con precisión a la madera, no dañe el material y no se afloje con el tiempo. Además de los diferentes materiales existen varios requerimientos dependiendo de lo que se requiere en su aplicación. Cabe mencionar que tenemos que saber cuál es el material más adecuado para sus condiciones de trabajo.

¿Cómo se Usa un Machuelo?

Antes que nada, debemos perforar con la broca que corresponde al tornillo a ajustar, luego de esto el mochuelo es usado en un taladro o matraca especial y se gira en torno a las manecillas del reloj. Esto permite crear la cuerda que corresponde al tornillo. Lo más recomendable es ejecutar una prueba sobre material sobrante para confirmar que el macho es de la medida exacta que el tornillo requiere. Los mochuelos de roscado están disponibles con varios tipos de rosca diferentes. Es necesario saber qué tipo de forma de alambre se quiere hacer. 

Tipos de Machuelo

Vamos a conocer cuáles son los tipos de machuelo más populares y que mayor importancia tienen por parte de los técnicos expertos en la cerrajería:

Machuelos Guia

Los mochuelos guía están diseñados para reparar roscas dañadas sin necesidad de perforaciones previas. Este roscado permite utilizar la rosca existente como guía para roscar un agujero recto. Este estilo de grifo se emplea ampliamente para reparar roscas de enchufe roto. 

Machuelo Torcido

El grifo de flauta torcida se recomienda para explotar agujeros ciegos especialmente, con materiales blandos que producen virutas largas y afiladas.

Machuelo Punta de Espiral 

La punta en espiral se recomienda para la extracción mecánica. Esta permite limpiar las virutas en la ranura de entrada de la horquilla. 

Machuelo de Flauta Recta

Este tipo  se usa más comúnmente para roscar a mano. Se pueden utilizar en acero de lotes cortos y hierro fundido. Se pueden emplear en agujeros pasantes y agujeros ciegos. No mueven el chip.

Machuelo con Canal Recto y Entrada Regulable

Este grifo a diferencia del anterior asegura la salida de las virutas hacia el frente. Se pueden utilizar para roscado de alta velocidad debido a su gran poder de corte y durabilidad. Son adecuados para roscar materiales blandos.

Machuelo de Flauta Espiral Izquierda 

Este tipo empuja la viruta hacia adelante y, por lo tanto, es adecuado para emplear en agujeros.

Machuelos Intermitentes

Estos crean menos fricción y arrastre. Son ideales para roscar materiales cada vez más difíciles de mecanizar como el acero inoxidable o el core. El lubricante puede penetrar fácilmente a través de las roscas lo que ayuda a reducir la fuerza generada.

Materiales de Fabricación

Los machuelos podemos encontrarlos principalmente en 3 materiales:

• Acero de alta velocidad
• Carburo
• Pulvimetalurgia

Además de estos, hay varios materiales repetidores disponibles según los requisitos de su aplicación.

Manguera de Acero de Alta Velocidad

El acero de alta velocidad (HSS) es el tipo de grifo más popular, ya que conserva su tamaño en condiciones de trabajo a pesar de ser empleado a altas temperaturas y altos pares. La composición principal de este acero es: acero al carbono tungsteno cromo vanadio y hierro. El grifo HSS es ideal para metales blandos como:

• Acero al carbono
• Hierro fundido
• Core
• Magnesio

Para cortar hierro forjado se puede aplicar una capa de nitrato para que el grifo sea resistente a este material abrasivo.

Machuelos de Carburo Sólido

Cuando decimos carburo nos referimos a que están hechas de carburo de tungsteno, un tipo de acero. El carburo sólido es mucho más denso que el acero y es más resistente a la fricción y al calor. Si bien puede funcionar con materiales abrasivos la hoja tiende a ser más frágil contra los viriones. Por esta razón solamente deben usarse en equipos que causen poca torsión durante la operación. El carburo es más caro que el HSS, pero en las condiciones adecuadas mantendrá la hoja mucho más tiempo que los ojales HSS. Al emplear un carro utilizará menos grifos y ahorrará tiempo al cambiar los grifos con menos frecuencia. Considere el carburo sí:

• Las empleará a temperaturas más altas que el acero.
• Cortará a altas velocidades.
• Quiere producir roscas con un mejor acabado.

Los machuelos de carburo se pueden usar para una amplia gama de materiales:

• Acero
• Aluminio
• Latón
• Acero al carbono
• Core
• Acero endurecido
• Inconel
• Níquel
• Acero inoxidable
• Titanio

Machuelo de Válvula Metalúrgica

Se fabrican combinando partículas de HSS con partículas microscópicas. Tienen propiedades equilibradas de rigidez del tubo, absorción de calor y resistencia al desgaste. Podemos usarlas para trabajar una amplia gama de materiales:

• Acero inoxidable
• Aleación de titanio
• Acero con alto contenido de carbono
• Aleación de níquel
• Acero inoxidable endurecido
• Tubo con extremo de carburo

Machuelo con Bordes de Corte de Carburo Ajustados para Entrar

Son largos en los lados, con la ventaja de una mayor fuerza de torsión porque el cuerpo del grifo está hecho de acero. Le permite tener una mejor absorción de impactos que una carcasa de carbono sólido. Excelente en materiales de metal duro ya sea aluminio, latón o core. Una vez que conozcas los elementos clave de tu aplicación te será más fácil decidir qué tipo de toque te dará los resultados que buscas. Considere lo siguiente:

• Equipo que utiliza
• Velocidad de corte
• Diseño del grifo (ángulo de rosca, altura de rosca etc.)

Retos del Trabajo con Machuelos

Este tipo de trabajo presenta retos adicionales a los inherentes a los demás métodos de mecanizado, específicos a las características del proceso en sí. En un turno el macho deberá retirar todo el volumen de material acordado para obtener el calibre estándar. Un ejemplo sencillo, una rosca M10 x 15 mm eliminará más viruta que una más pequeña. La gran diferencia radica en que el usuario puede cambiar la cantidad de viruta eliminada durante el roscado, la profundidad es determinada por el estándar de rosca, junto con la cantidad de viruta eliminada en una revolución por minuto. 

Herramientas de Roscado

Asimismo, la herramienta de roscado queda completamente rodeada por las paredes del agujero, dificultando la salida de la viruta y la circulación del refrigerante. En cambio, en el fresado de rosca, la fresa crea un punto de fijación de la pieza, facilitando su enfriamiento por gravedad y la salida de viruta. Al tener la pieza de trabajo encerrada, se aumenta la fricción y el calor en el área de corte, a la par del consumo de energía de la máquina. Hay materiales como el acero inoxidable que tienden a “apretar” y a veces a "succionar" la horquilla aumentando el riesgo de que la herramienta pierde su agarre y las mordazas se aflojen. Este problema se agrava cuando se utiliza una horquilla en espiral para orificios ciegos donde la viruta se enrolla alrededor de la hélice y dificulta que el refrigerante penetre a través de las ranuras hacia el área de corte lo que genera una gran fricción entre la herramienta y el filo del instrumento, aumentando la temperatura. Al montarla puede causar problemas de tamaño de rosca; por ejemplo al roscar termoplásticos o metales blandos. 

Tendencias a Romperse, Uso Apropiado

Los mochuelos en especial tienden a romperse cuando llegan al fondo, y pueden retroceder si la viruta los atasca; a diferencia de los rectos que son ideales para orificios de mayor longitud, liberando virutas y reduciendo tensión, el tipo espiral no corta el material y, por lo tanto, no se puede reducir la presión antes de retraerse. Además, al perforar agujeros profundos no deja suficiente lugar para que la viruta se hunda por completo, por lo cual el mochuelo giratorio incluye un chaflán corto para ayudar a las roscas a llegar al final del agujero y a la máquina. Los orificios se atornillan por completo produciendo un par más alto así como fricción y tensión. Esto no sucede en agujeros donde el macho sobresale fácilmente del agujero y toda la rosca se puede mecanizar con las roscas traseras de la herramienta sin sobrepresión. 

En Términos Generales…

En términos generales, a diferencia de otras herramientas de corte, los mochuelos enfrentan problemas adicionales de fricción, temperatura, estrés, cambios constantes de par, así como límites de velocidad y avance, razón por la cual, es de suma importancia que usuario determine de manera cuidadosa el tipo y calidad de mochuelo a utilizar, de acuerdo a los requerimientos del trabajo, además de cuidar la velocidad de corte utilizando el refrigerante y el sistema de sujeción correctos de acuerdo con las propiedades mecánicas del material a mecanizar. Por ejemplo, no es práctico usar la misma velocidad para acero estructural roscado que para materiales blandos donde se usa más rápido. En tal caso, para poder prolongar la vida útil de la herramienta, el usuario debe controlar los movimientos de rotación y las condiciones del trabajo para evitar roturas, quemaduras, etc. Se debe mantener refrigerada la herramienta dentro de los rangos de velocidad adecuados sin exceder el límite. 

La Opinión de los Expertos

La solución a este problema es emplear machuelos de última gama, los cuales cuentan con alta tecnología enfocada en la superación de estos desafíos. Los profesionales enfrentan la dura tarea de encontrar el correcto en una amplia gama de geometrías, aleaciones y tratamientos, además de recubrimientos. Para estos casos, los fabricantes son quienes mejor pueden asesorar para encontrar la herramienta adecuada según las necesidades del trabajo. Para evitarlas sobre-medidas en roscas, algunos fabricantes han diseñado machuelos con achaflanados especiales que ejercen fuerzas contrarias a la axial, evitando así la succión. El chaflán de ángulo lateral, hace las veces de freno para prevenir que el ancho del filete sea más grande que el estándar. Este machuelo permite reducir el torque, el consumo de potencia de la máquina y la fricción. Promueve un roscado más suave y una mejor salida de viruta. Reduce el inventario de machuelos al ser multifuncional, siendo posible trabajar gran variedad de materiales, incluidas las aleaciones al carbón, inoxidables y diferentes tipos de aceros.