Qué limita el accionamiento antes de que usted lo elija

Qué hace realmente una huella

Es la unión entre una máquina y un tornillo. El par llega a través de una punta, pasa a la huella por la superficie de contacto que exista entre ambas y sale como rotación. Todo lo que hace que una huella sea mejor que otra en un tamaño dado se reduce a ese contacto: cuánto hay, con qué ángulo se produce y hasta qué profundidad puede llegar la punta antes de quedarse sin huella.

Tres factores se llevan su parte antes de que usted pueda elegir

• La geometría de la cabeza. La huella es una cavidad en la cabeza y, en muchos tipos de cabeza, su profundidad está limitada por la altura de la cabeza. No en todos: en los tornillos de cabeza avellanada según ISO 7046 y en los perfiles de ISO 7721-2, el fondo de la huella sobrepasa la cabeza y entra en la zona del vástago, que es lo que permite a una cabeza plana llevar una huella útil. En cualquier caso, la geometría la restringe — abrir el ángulo de avellanado aporta más diámetro de cabeza con la misma altura, y una cabeza más delgada tiene menos que ceder
• La sección que queda debajo. Una huella más profunda deja menos material entre su fondo y la trayectoria de la carga desde la cara de apoyo hasta el vástago. Lo que puede afirmarse sin vaguedades es poco pero útil: la profundidad reduce la sección efectiva y, pasado un umbral que depende de la geometría, aumenta la tensión en la cabeza y puede cambiar el punto donde falla la cabeza. Dónde está ese umbral es una pregunta para el proveedor y para los ensayos, no para una regla práctica
• Cómo se fabrica. El volumen de la huella es uno de los factores que deciden cuántos golpes necesita la cabeza — el número de etapas depende de la altura de la cabeza, el perfil, el volumen de la huella y el apoyo, no solo del diámetro. Si una huella concreta añade una etapa en un tamaño concreto es una pregunta para el proveedor; si la añade, se trata de utillaje y plazo de entrega, no de un cambio de plano

Ninguno de los tres es una decisión sobre qué huella usar y, en la práctica, tampoco se deciden en una secuencia ordenada: tipo de cabeza, huella, el par que necesita la unión y la ruta de conformado convergen a la vez. Lo único que importa es que, cuando el accionamiento se escribe en el plano, la mayor parte del margen que tenía ya está asignada.

En una cabeza abombada baja, la altura de la cabeza se lleva su parte primero, y la norma rebaja toda la pieza por ello: marcado 08.8.

Por qué hay tantas huellas

Una parte es comercial: Torx es un sistema propietario con fabricantes licenciados y utillaje controlado, y las patentes y la compatibilidad han influido en qué huellas se difundieron. Pero cada una de las habituales también se adapta a una forma distinta de atornillar, y esa es la parte que vale la pena llevar a una especificación:

Hay una tercera razón, que no tiene nada que ver con atornillar. En una línea de montaje, una huella puede elegirse para que la herramienta preajustada equivocada no pueda engranar físicamente; por eso dos familias de accionamiento acaban una junto a otra en la misma tapa.

La más antigua de estas discusiones está documentada. Las dos patentes detrás de la huella en cruz discuten casi exclusivamente cómo conformarla, y ninguna de las dos menciona la expulsión axial (cam-out).

Las tres huellas en cruz que parecen idénticas y no lo son son un problema aparte, y el más frecuente en la práctica.

Salvo en los tamaños pequeños, donde el orden se invierte

Normalmente la cabeza limita el accionamiento, pero no siempre, y conviene nombrar los casos en que el accionamiento se fija primero:

• Una línea existente. Si las celdas de montaje están equipadas y las puntas en existencia, cambiar de huella es una decisión de inversión, no de plano
• Alimentación automática. Que el tornillo se mantenga en la punta depende de la huella, pero no solo de ella: las puntas magnéticas y de vacío cambian la respuesta, y también el material del tornillo. Un accionamiento que puede usar una persona no es automáticamente uno que pueda usar un alimentador
• Servicio en campo. Una huella que exige una punta específica acabará atacada con la equivocada, así que lo que lleva un técnico es una restricción real
• Requisitos de seguridad o antimanipulación, donde lo que la huella excluye puede pesar más que la capacidad de par en la elección, aunque siga teniendo que soportar el par de instalación y de extracción

Qué decidir antes de que la huella llegue al plano

• ¿Cuál es la altura de la cabeza y cuánta está disponible? La huella compite con la resistencia de la cabeza por el mismo material
• ¿Manual, con atornillador eléctrico o automatizado? Cada uno exige algo distinto de la huella, y si el tornillo debe mantenerse en la punta es una de las cosas que cambian
• ¿La línea ya fija el accionamiento? Si es así, dígalo antes de elegir la cabeza, no después
• ¿La huella añade una etapa de conformado en este tamaño? Vale la pena preguntarlo al proveedor, porque este es el punto de la secuencia en que un cambio tardío todavía es barato (en inglés)
• ¿Qué herramienta entrará realmente? La punta del destornillador tiene su propia norma dimensional, y su banda de tolerancia es la misma de 0,05 mm en todos los tamaños, y la conformidad se define con un calibre de inspección y no con una medición

Este artículo trata el paso 4: accionamiento. El orden completo es sustrato, rosca, cabeza, accionamiento, acabado y documentación. El artículo inglés Specifying a screw explica por qué alterarlo genera retrabajo.

Preguntas frecuentes

¿Por qué la cabeza limita el accionamiento?

Porque la huella es una cavidad en la cabeza y compite con ella por el material. En muchos tipos de cabeza su profundidad está limitada por la altura de la cabeza, aunque no en todos: las huellas de los tornillos avellanados según ISO 7046 sobrepasan la cabeza y entran en la zona del vástago. La profundidad también reduce la sección bajo la huella y, pasado un umbral que depende de la geometría, eso aumenta la tensión en la cabeza y puede cambiar el punto donde falla. El volumen de la huella es uno de los datos que determinan cuántos golpes de conformado necesita la cabeza, así que conviene preguntar al proveedor si una huella concreta añade una etapa en un tamaño concreto. Nada de eso se decide al elegir el accionamiento, y por eso el orden lo coloca después de la cabeza.

¿Torx es siempre más resistente que una huella en cruz?

Está diseñado para transmitir más par sin depender de flancos inclinados profundos, y por eso aparece donde la altura de la cabeza es escasa. Pero la comparación solo tiene sentido para un tamaño y un tipo de cabeza dados, y tiene sus propias sensibilidades: las tolerancias de la punta y de la huella pesan más, y una punta del tamaño contiguo a menudo puede forzarse lo bastante como para dañar la huella. La pregunta útil no es qué huella es más resistente en general, sino cuál puede llevar la cabeza en el tamaño con el que usted trabaja.

¿Por qué hay tantas huellas distintas?

En parte por historia comercial —Torx es un sistema propietario bajo licencia— y en parte porque cada una se adapta a una forma distinta de atornillar. Una ranura se adapta a una mano que mantiene el destornillador en el eje. Una huella en cruz supone que el autocentrado importa más que la capacidad de par. Un hexágono interior supone que hay profundidad disponible y que el acceso es en la dirección del eje. Una huella lobular supone que se quiere par alto con una huella poco profunda. Responden a condiciones de montaje distintas, y eso es lo que importa al elegir una.

¿Cuándo se elige el accionamiento antes que la cabeza?

Cuando algo ajeno al plano lo fija. Una línea de montaje existente, con celdas equipadas y puntas en existencia, convierte un cambio de huella en una decisión de inversión. La alimentación automática depende de que el tornillo se mantenga en la punta, algo en lo que influyen la huella, el tipo de punta y el material del tornillo. El servicio en campo depende de lo que lleve un técnico. En los tornillos de seguridad se sopesa lo que la huella excluye frente al par que aún debe transmitir. En esos casos la cabeza tiene que absorber la restricción, lo cual está bien, pero debe decirse antes de especificar la cabeza y no descubrirse en la fase de muestras.

¿Qué significa realmente una huella redondeada?

Que la conexión entre herramienta y tornillo falló antes que la rosca. No dice qué lado tuvo la culpa: ajuste de la punta, desgaste de la punta, desalineación y una huella demasiado poco profunda para el par exigido son candidatos, y tanto la huella como la punta pueden estar fuera de especificación. Tratarlo como desgaste normal oculta un problema de proceso controlable.

Referencias

• ISO 4757:1983 — Cross recesses for screws (types H and Z)
• ISO 10664:2014 — Hexalobular internal driving feature for bolts and screws