Calculadora de Profundidad de Avellanado | Herramienta Gratuita para Perforación Precisa

¿Qué es una calculadora de profundidad de avellanado?

Una calculadora de profundidad de avellanado determina a qué profundidad se debe perforar un hueco cónico para que un tornillo de cabeza plana quede al ras de la superficie. Utiliza dos datos de entrada: el diámetro del avellanado y el ángulo de la broca, y devuelve la profundidad. El avellanado crea un rebaje en forma de embudo que coincide con la parte inferior cónica de un tornillo de cabeza plana, de modo que la cabeza no sobresalga de la superficie ni quede demasiado hundida.

Cómo se calcula la profundidad de avellanado

Un avellanado tiene forma de cono con la punta hundida en el material. El diámetro es el ancho de la abertura en la superficie. El ángulo es el ángulo completo en el vértice de ese cono, medido entre los dos lados inclinados. Los ángulos de broca habituales son 82°, 90° y 100°. Las cabezas planas (avellanadas) de los tornillos pueden ir de 60° a 120°, pero 82° y 100° son los valores comunes.

Como el rebaje es un cono, su profundidad se obtiene mediante trigonometría del triángulo rectángulo. Al cortar el cono por la mitad a lo largo de su eje, cada mitad forma un triángulo rectángulo: el radio (la mitad del diámetro) es un lado, la profundidad es otro y la mitad del ángulo de avellanado queda entre el lado correspondiente a la profundidad y el lado inclinado del cono.

$\text{Profundidad} = \frac{\text{Diámetro} / 2}{\tan(\text{Ángulo} / 2)}$

Un diámetro mayor necesita un cono más profundo para alcanzar el mismo ancho de abertura. Un ángulo mayor hace el cono más plano, de modo que la profundidad es menor para el mismo diámetro.

Ejemplo práctico

Para un avellanado de diámetro 10 mm realizado con una broca de 90°:

• Radio = 10 ÷ 2 = 5 mm
• Semiángulo = 90 ÷ 2 = 45°
• tan(45°) = 1
• Profundidad = 5 ÷ 1 = 5,00 mm

El mismo diámetro de 10 mm produce una profundidad diferente con otros ángulos habituales:

• 82°: aproximadamente 5,75 mm
• 90°: 5,00 mm
• 100°: aproximadamente 4,20 mm

Un ángulo mayor siempre produce un avellanado menos profundo para el mismo diámetro.

Cómo usar esta calculadora

1. Mida el diámetro de la cabeza del tornillo con un calibre o una regla y añada aproximadamente 0,5 mm de holgura. Introduzca ese número como diámetro del avellanado.
2. Comprobar el ángulo grabado en la broca avellanadora. Si no está marcado, medir el ángulo de la cabeza del tornillo con un transportador, o suponer 82° para tornillos para madera y 90° para tornillos para metales.
3. Introduzca el diámetro y el ángulo. El resultado es la profundidad desde la superficie hasta el vértice del cono.
4. Use ese número para ajustar un tope de profundidad, envolver la broca con cinta en esa marca o ajustar el tope de un taladro de columna.

El diámetro debe ser mayor que cero, y el ángulo debe estar entre 1° y 179°. Un ángulo de 180° sería una superficie plana, sin ningún cono.

Ángulos habituales de avellanado

El ángulo de la broca debe coincidir con el ángulo de la cabeza del tornillo. Un ángulo no coincidente deja un espacio alrededor de la cabeza y el tornillo no queda al ras, aunque la profundidad sea exacta.

Avellanado frente a cajera

El avellanado crea un cono para una cabeza de tornillo plana y cónica. La cajera crea un cilindro de fondo plano para un tornillo con una cabeza de lados rectos, como un tornillo de cabeza cilíndrica con hexágono interior. La fórmula anterior solo se aplica al avellanado. La profundidad de la cajera se determina por la altura de la cabeza del tornillo más una pequeña holgura, no mediante esta relación trigonométrica.

Notas prácticas

En la perforación real, la geometría rara vez coincide exactamente. Varios factores modifican el resultado:

• Recuperación elástica del material. La madera blanda se comprime un poco bajo la cabeza del tornillo y puede recuperarse después, de modo que el tornillo queda ligeramente saliente. Añadir unos 0,3–0,5 mm a la profundidad calculada compensa este efecto en la madera.
• Desgaste de la broca. Una broca desafilada corta un cono algo más ancho o más áspero que una afilada.
• Materiales con recubrimiento o en capas. Las piezas metálicas pintadas o chapadas necesitan más profundidad para que el tornillo quede al ras una vez añadido el recubrimiento.
• Ángulos extremos. Por debajo de unos 30°, la profundidad crece mucho para el mismo diámetro; un avellanado de 10 mm a 20° necesita casi 28,4 mm de profundidad. Por encima de unos 140°, el cono es tan poco profundo que apenas hunde la cabeza del tornillo.

Por este motivo, los mecanizadores y carpinteros suelen probar el ajuste de profundidad en un trozo de material sobrante antes de perforar la pieza definitiva.

Preguntas frecuentes

¿Qué es un avellanado?

Un avellanado es un rebaje cónico realizado en una superficie para que un tornillo de cabeza plana quede al ras de ella o por debajo. Sin él, la parte inferior plana de la cabeza del tornillo se apoya sobre la superficie del material en lugar de quedar alojada en él.

¿Cuál es la fórmula de la profundidad de avellanado?

La profundidad es igual a la mitad del diámetro dividida por la tangente de la mitad del ángulo: profundidad = (diámetro ÷ 2) ÷ tan(ángulo ÷ 2). El diámetro y el ángulo deben expresarse en las unidades que espera la calculadora: milímetros y grados.

¿Qué ángulo debo usar?

Conviene hacer coincidir el ángulo de la broca con el de la cabeza del tornillo; deben ser iguales para que el tornillo quede al ras. El ángulo de 82° es el estándar para tornillos para madera, el de 90° es habitual en tornillos para metales y elementos de fijación métricos, y el de 100° aparece en algunas aplicaciones aeroespaciales.

¿Qué diámetro de avellanado debo usar para un tornillo determinado?

Mida el diámetro de la cabeza del tornillo y añada aproximadamente 0,5–1 mm de holgura. Un avellanado demasiado ajustado hace que la cabeza del tornillo se atasque antes de asentarse; uno demasiado holgado deja un espacio visible alrededor del tornillo.

¿Esta calculadora funciona con pulgadas?

Las entradas de la calculadora están en milímetros, pero la fórmula subyacente funciona con cualquier unidad, siempre que sea la misma en todo el cálculo. Se pueden convertir primero las pulgadas a milímetros (multiplicando por 25,4), calcular y volver a convertir el resultado, o aplicar la misma fórmula directamente con el diámetro en pulgadas, con lo que la profundidad también resulta en pulgadas. Por ejemplo, un avellanado de 0,375 pulg. de diámetro a 82° da una profundidad de unas 0,216 pulg. (5,49 mm)

¿Por qué mi tornillo sigue sobresaliendo aunque la profundidad coincida con el cálculo?

La causa más habitual es que el ángulo de la broca no coincida con el de la cabeza del tornillo. Otras causas son la recuperación elástica de la madera blanda y las variaciones normales en las dimensiones de las cabezas de los tornillos entre fabricantes. Pruebe el ajuste en material sobrante y modifique ligeramente la profundidad si el tornillo sigue sobresaliendo.

Referencias

1. Barrett, R. T. Fastener Design Manual (NASA Reference Publication 1228). NASA, 1990. NASA RP-1228 (PDF) — los ángulos de las cabezas avellanadas (planas) van de 60° a 120°; 82° y 100° son los valores comunes.
2. Federal Aviation Administration. Advisory Circular 43.13-1B: Acceptable Methods, Techniques, and Practices — Aircraft Inspection and Repair. FAA AC 43,13-1B (PDF) — la cabeza avellanada de 100 grados es el estándar de Estados Unidos para los remaches avellanados de aeronaves.