Versió 1

Enginyeria Industrial Universitat de Girona Juny 2008

-2-

VERSIONS

Versió Aportació Autor Data

1 Creació del dossier Jordi Torres Quintana Juny 2008

-3-

INDEX

1- Introducció___________________________________________ Pàg. 4

2- Teoria de Tall ________________________________________ Pàg. 5

3- Tornejat (Introducció màquina-eina) ______________________ Pàg. 11

4- Tornejat______________________________________________ Pàg. .16

5- Tornejat 2____________________________________________ Pàg. 24

6- Fresat_______________________________________________ Pàg.29

7- Mecanitzat de rodes dentades____________________________ Pàg. 36

8- Taladrat_____________________________________________ Pàg. 40

9- Roscat______________________________________________ Pàg. 46

10- Mandrinat____________________________________________ Pàg. 51

11- Brotxat______________________________________________ Pàg. 53

12- Mecanitzat per abrasió__________________________________ Pàg. 56

-4-

1- INTRODUCCIÓ

Aquest són apunts de l’assignatura Tecnologia de Fabricació i Tecnologia de Màquines

de 4rt d’Enginyeria Industrial de la Universitat de Girona. En concret en aquest dossier

hi ha els apunts del primer semestre, centrat en el tema de l’arranc de ferritja.

Aquests dossier s’ha escrit a partir del apunts agafats a classe i del llibre

Tecnologies de Fabricación de Joan Vivancos. Editat per la UPC i que es pot trobar a la

biblioteca de la Universitat de Girona.

S’ha intentat que en el dossier hi hagi tota la informació donada a classe, revisada i

ampliada amb el llibre de la UPC. En cas de conflicte entre els apunts de classe i el

llibre, depenen dels casos s’ha donat preferència a un o un altre.

Alhora és importantíssim destacar que possiblement hi ha molts errors en aquest dossier

i res que està escrit aquí es pot agafar com a veritat certa. En els casos en que tenia

algun dubte clar, he marcat la frase o idea amb cursiva. Com a referència, crec que en

aquesta primera versió hi pot haver un 70% de la informació que es correcte segur.

Possiblement els últims temes són més inexactes ja que van ser passats a l’ordinador

pocs dies abans de l’examen.

Per tant, recomano que els estudiants que curseu aquesta assignatura en el futur utilitzeu

aquest dossier com a punt de referència, però que sempre s’ha de validar amb els vostres

apunts de classe.

En la primera versió no hi ha cap explicació sobre el primer tema del curs, anomenat

introducció a la fabricació.

Us animo a que els propers anys corregiu el dossier en tots aquells punts que siguin

incorrectes o que estiguin mal explicats i amplieu en les parts necessàries. Aquest

apunts haurien d’estar en constant evolució, ja que són per tothom i són oberts, perquè

tothom pugui posar el seu granet de sorra. Per aquesta raó us faig córrer el format word,

perquè tothom modificar els apunts quan li sigui necessari. Tot i així, no hem de caure

en el parany de fer uns apunts massa extensos ja que llavors deixaran de ser útils com a

eina d’estudi, i seran tant sols una traducció del llibre de la UPC. Estic segur que amb el

temps, s’aconseguirà una eina molt eficient per aprovar l’assignatura.

-5-

2- TEORIA DEL TALL

El tall és conformació per arranc de ferritja

1- Composició eina de tall: Part activa: Part per on l’eina efectivament talla/realitza arranc. Normalment és una

part molt petita.

Part auxiliar: És el suport de la part activa. Suporta l’eina TALLANT.

Exemple: Ganivet

Part activa- Dents/serreta

Part Auxiliar: La resta que no talla, tant part metàl·lica com de plàstic.

2- Característica materials eina de tall: 1- Duresa. Important perquè l’arranc és causat pel material més dur sobre el

menys dur. La duresa s’ha de mantenir a altes temperatures, ja que la fricció

provoca ∆T.

2- Resiliència. Capacitat absorció dels cops. Molt útil si es treballa en condicions

de tal intermitent.

3- Baix coeficient de fricció. Reduïm fricció i totes les conseqüències neg. (∆T).

Objectiu és generar el mínim calor per fricció.

4- Resistència al desgast. Resistència a l’abrasió. És el factor clau en la vida de

l’eina.

5- Conducció calor, electricitat, magnetisme. Fins i tot a altes T.

a. Ràpida evacuació calor

b. Dilatació mínima

c. Capacitat absorció calor

És a dir, que mantingui les propietats de conducció i que no perdi aquestes

qualitat a altes temperatures. Sinó es podria tornar magnètic o no extreu bé la

calor per conducció a través de la màquina fins al terra.

-6-

3- Materials per les eines de tall: Els següents materials són capaços de acomplir totes les característiques descrites.

Ordenació de menys a més qualitat:

1- Acer al carbó. Vc=5-10 m/min. Necessitem aliar l’acer al carbó per guanyar

més duresa. Perquè l’acer sol no és més dur que la peça d’acer que anem a

tallar. La Vc és baixa perquè perd duresa a altes temperatures.

2- Acer ràpid. Vc=25-50 m/min. Acer al carbó aliat amb crom(1-3%),tungstè,

vanadi... Millorant totes les propietats. A més li fem un trempat per tenir més

duresa. Molt comú, quasi el més utilitzat. Altra cop, Vc determinat perquè a

T=500ºC té pèrdua duresa.

3- Estelites. Vc=70-80 m/min. Aliatge de metalls fosos. Gran composició dels

aliatges fets servir al ràpid. Equilibri (millora qualitats)/cost és molt

desavantatjós. No guanyem gaire. Poc utilitzat, com a molt es col·loca una

punta sobre un mànec d’acer tenaç.

4- Carburs metàl·lics (Widia). Vc=150-250 m/min. Metall pur format per

sinterització. És una unió premsada i compactada de:

a. Pols de carbur metàl·lic: Aporta duresa i resistència al desgast.

b. Aglomerants metàl·lics: Aporta tenacitat.

El més utilitzat actualment, però per alguna aplicació no va bé.

Podem augmentar velocitat recobrint-lo de metalls especials.

5- Cermets (Ceramic Metals). Sinteritzat de diferents composició possibles.

6- Diamant. Sinteritzats o amb pols sobre l’eina (moles...). Es fa servir nitrur de

bor cúbic, imita propietats estructura diamant.

Per aplicacions molt concretes, com afilat d’eines, per exemple per desembotar

moles.

-7-

4- Tractament tèrmic (Fig. 3) Recuit: Preparació pel trempat. Eliminació tensions internes forja

Trempat: El crom pot ajudar a la penetració/efecte del trempat

Revingut: Estabilització tensions. Perquè no sigui fràgil per culpa de les tensions que

han quedat després del trempat, és a dir, aporta tenacitat. En acers ràpids es fa un doble

revingut.

5- Geometria eina de tall Apunts en net però fets a mà. Imatges de les pàg 1 a 3.

-8-

Estudi econòmic del mecanitzat

1- Causes del desgast 1- Abrasió mecànica: Les altes velocitat de deformació, provoca un enduriment per

acritud en algunes partícules peça. Llavors poden danyar l’eina.

2- Adhesió: Desgast a nivell de molècules. L’afinitat entre els materials fa que hi hagi

microsoldadura. Quan es trenquen pel moviment no per força es trenquen pel mateix

lloc on s’havien soldat. Pot provocar fil de tall recrescut.*

3- Difusió: A causa afinitat entre els materials i un T alta, hi pot haver intercanvi

d’àtoms entre l’eina i la peça. Podem desgastar punta de l’eina o haver-hi fil de tall

recrescut. 4- Electròlisi: Reacció química entre les superfícies, corrosió galvànica. Si l’ànode és

l’eina perdem material. Si és el càtode hi ha fil de tall recrescut.

*Fil de tall recrescut: El fil de tall creix perquè s’hi diposita material de les

peces/ferritja. Perd la forma i tots els angles.

2- Tipus de desgast La vida de l’eina ve definit/determinat pel tipus de desgast sofert.

1-Cara de despreniment: Craterització (Fig. 11)

És fàcil de parametritzar, podem conèixer la seva posició exacte. És causat en

desprendre’s la ferritja de materials durs. Si estem utilitzant l’eina en unes condicions

molt desfavorable és el que marca la seva vida.

2-Cara d’incidència: (Fig. 15)

Desgast es manifesta per la formació d’un llavi de desgast a la cara d’incidència. Si la

utilització de l’eina és l’adequada és la que marca la vida.

Desgast Inicial: Inicialment VB creix ràpid, ja que el fil de tall perfecte es trenca.

-9-

Zona Desgast Lineal: Llavors hi ha un procés de desgast gradual VB=0,3-0,6. Zona on

el treball de l’eina és correcte.

T= Vida de l’eina ( En realitat és la vida de l’aresta de tall).

Zona Desgast Ràpid: Quan VB>0,6. Angle d’incidència és 0. Gran fregament, gran

calor, acceleració desgast i trencament.

Fig 15. Evolució del desgast d’una eina.

3- Duració eina de tall T= Vida de l’eina Vc=Velocitat de tall

Quan Vc creix, T es redueix. És una relació logarítmica. KTV nc =

Si posem la relació en funció del material:

Taylor Simple o Restringit: Per acer en baix contingut de carboni i una vida de l’eina

curta, i per plàstics. CTV nc =

Taylor Generalitzada: Per acers d’alta resistència i una duració de l’eina llarga

necessitem un 2n model. '' panc pKaTV −−=

-10-

4- Paràmetres de mecanitzat Són els paràmetres tecnològics, necessitem tots tres perquè existeixi mecanitzat.

1- Vc = Velocitat de tall: Velocitat relativa entre la peça i l’eina.

És composició de la longitudinal i transversal. En el torn la segona és negligible en

comparació amb la primera, per tant:

1000dNVc

Π= Vc (m/min) N en rpm d en mm

2- a = Avanç ( Velocitat d’avanç). Moviment que es dóna en el procés de mecanitzat

per tal de troba nous material mm/min ó mm/rev

3- p = Passada. Interferència/Penetració/sobreposició entre la peça i l’eina.

* Continuació dels apunts, tipus de tall, costos i temps de mecanitzat, i teoria de tall, fet

en apunts a mà en net. Imatges de les pàgines 3 a 9

-11-

3- TORNEJAT (Introducció màquina-eina)

Introducció: Elements màquina-eina Aplicat al tornejat però vàlid per a qualsevol tipus d’arranc de ferritja. S’intentarà

explicar de la forma més genèrica possible perquè pugui ser aplicat als altres sistemes

d’arranc de ferritja. Tot i així, hi pot haver punts que sense estar especificats es parli en

concret del torn.

1- Bancada Part estructural màquina-eina

Funcions: 1.- Esquelet/Estructura per suportar i mantenir fixes tots els elements.

2.- Absorció vibracions.

Material/Conformació: Normalment fet a fundició (ferro colat). Per poder fer les formes

arrodonies, laberíntiques: qualsevol geometria és possible.

Més recentment, fet amb estructura de xapa soldada. Més problemes geometria.

En el torn, part superior de la bancada és on es situen les guies, sobre les quals llisquen

el carro porta-eines i el capsal mòbil. Per sota les guies, hi ha les barres que donen

moviment d’avanç a l’eina:

La barra de roscar

La barra de cilindrar/refrentar o barra de xaveta.

Guies: (Fig. 3)

Donen superfície per on llisquen els elements mòbils sobre la bancada. Com s’ha

comentat, en el torn aquests són el carro porta-eines i el capsal mòbil.

Són d’acer trempat. Acer tractat tèrmicament perquè s’endureixi i no es desgasti ràpid.

Gran precisió, superfície molt llissa. Deformació o desgast provocarien un mal

mecanitzat.

-12-

Solucions geomètriques fixació amb les guies (Fig. 4):

a = Guies planes, b = De cua de milà. Característiques molt semblants. Qualsevol

deformitat (desgast) repercuteix en el moviment elements mòbils. Per a guies poc

utilitzades.

c Guies prismàtiques o trapezoïdals - El desgast és en plans inclinats, afecta sobre el

procés mecanitzat amb relació √. (Reducció efecte). A més, aquest desgast no afecta al

paral·lelisme entre el moviment del carro i l’eix del torn. Són guies molt precises. Per a

guies que es fan servir molt o que pateixen molt (Molt més cares)

2- Capsal fix Incorpora els mecanismes per complir les següents funcions, detallem la seva aplicació

en el torn:

2.1 Motricitat: Trobarem la força motriu per generar el moviment (Motor, politges...)

2.2 Mecanisme canvi de marxes. Elegim velocitat de rotació peça. Mecanismes com

engranatges, variació freqüència, politges.

2.3 Canviar sentit velocitat

2.4 Connexió amb avanç de l’eina. Segons la velocitat de gir de la peça, dóna avanços

automàtics peça.

Conté caixes de canvis (Fig.43). Hi ha dues solucions constructives:

Norton: Ranura és fora el torn i la identifiquem perquè ha de ser inclinada. En

elegir una marxa o una altra anem movent sempre la mateixa roda i segons quin pinyó li

fem engranar tindrem diferent i = relació de transmissió.

Xaveta mòbil: Tots els engranatges del primari i el secundari estan engranats

perfectament entre si. Però els engranatges del secundari giren bojos al voltant del seu

eix. Col·locant la xavet mòbil, un d’aquests engranatges queda solidari a l’eix. Per tant,

l’eix secundària gira segons la i escollida per la xaveta mòbil, segons el canvi de posició

que haguem fet.

Barres de xaveta(Cilindrat,refrentar) i per roscar (Fig.10) Barres al llarg de tot el

torn (a la part de sota de la zona de treball). Donen un moviment d’avanç longitudinal

del carro porta-eines coordinat amb la velocitat de rotació de la peça. Impossible

-13-

cilindrar i roscar alhora. Si es pregunta, es pot considerar que pertanyen al capsal fix i

no a altres parts del torn.

3- Capsal mòbil (Fig. 14) Element bastant auxiliar que dóna punts de suport en el mecanitzat. En el torn i la fresa

conté el contrapunt. La forma depèn molt de la màquina i en algunes fins i tot no hi és.

4- Carro porta-útils. (Porta-eines = Torn Porta-peces = Fresa)

Element mòbil que dóna moviment al 2n actor del mecanitzat.

Conté la palanca per engranar/comunicar el carro porta-eines amb les barres de xaveta o

de roscar. Té un mecanisme de protecció del moviment de mecanitzats (o Roscar o

Cilindrar). Si faig un dels moviments no em deixa fer l’altre.

Conté els elements de subjecció dels útils.

Torn: porta l’eina i s’encarrega de comunicar els moviments d’avanç i penetració(p).

En el torn es poden realitzar dos tipus d’avanç de l’eina:

1- Paral·lel a l’eix de la peça: Cilindrat

2- Perpendicular a l’eix de la peça: Refrentat

Està format per 3 carros:

1- Carro principal o bancada: Es mou longitudinalment sobre les guies de la

bancada

2- Carro transversal: Mou transversalment a través de guies del carro principal.

3- Carro superior o orientable: Es pot orientar en qualsevol posició, amb gir

graduat. Conté el porta eines pròpiament dit. (Subjecció eina). (Fig.28)

Segons torn i fresa els capçal porten moviment de:

Capsal Fix Capsal mòbil(porta-) Torn Peça Eina* Fresa Eina Peça

* Mòbil en tots els eixos.

-14-

5- Utillatges/accessoris de fixació/Sistemes d’embridament*

1- Llunetes (Fig. 22, 23)

Pot ser mòbil o fix.

Té funció de suport. Recolzament (en 3 punts) per disminuir efecte d’una subjecció amb

voladís, per peces gran i/o llargues

Útil enlloc del contrapunt si aquest no es pot fer servir pel mecanitzat que apliquem.

Puntes de les llunetes són de bronze antifricció.

Lluneta fixa: Evita la fletxa per culpa del pes propi.

Lluneta mòbil: Es desplaça amb(sobre) el carro porta-eines per anar contrarestant les

pressions del mecanitzat de l’eina. Disminueix els esforços mecanitzats.

2- Mandrí (Fig. 24,25) Si la peça és buida no es pot recolzar entre punts, llavors s’utilitza el mandrí que és un

eix que s’introdueix a dins els tubs buits, per suportar-los i poder mecanitzar-los.

Pot ser fix o extensible:

Mandrí fix: Eix amb conicitat molt baixa. Peça queda subjecte a pressió a la part

cònica. Necessitem un diàmetre interior de mides molt exactes. S’aconsegueix una gran

precisió ja que dóna una coincidència exacte entre l’eix del forat de la peça a tornejar i

l’eix de la superfície cilíndrica mecanitzada.

L’inconvenient és que es necessiten tants mandrins com diàmetres interiors tubs a

tornejar.

Mandrí extensible: Eix amb obertures que el fan una mica deformable. Té dues parts:

Nucli dur

Maneguets (Elàstics). Tenen les parets primes per tenir aquesta elasticitat.

Amb un sòl nucli podem fer servir varis maneguets, que serveixen per uns quants

diàmetres.

Per tant, els maneguets s’adapten al nucli, encaixant amb la peça buida amb gran força.

Per extreure’l, s’afluixa la femella de la dreta i s’estreny la de l’esquerra, llavors gràcies

a la seva elasticitat, disminueix el diàmetre exterior del maneguet, deixant lliure la peça.

No tenim tanta precisió com en els fixes.

-15-

3- Plats de mordasses* N’hi ha infinit segons el sistema accionament mordasses, alguns d’ells són:

1- Plat universal (de 3 mordasses) (Fig. 26):

Mecanisme intern d’espiral, perquè les mordasses es moguin concèntricament i

simultàniament vagin obrint espai entre elles. L’ordre de muntatge és específic perquè

funcioni.

Necessitem peces amb alguna part cilíndrica.

2- Plat de 4 mordasses:

Cada mordassa té un accionament individual. S’estrenyen manualment i el muntatge és

difícil, s’ha de fer un centratge específic cada vegada. L’avantatge és si vull

assimetries/desequilibris, per a peces amb forma irregular (Sigonyals).

3- Plat hidràulic o pneumàtics: Moviment de les mordasses simultani i

accionat per aigua o aire.

4- Mordassa de cargol de banc = 2 mordasses + 1 cargol de potència

¿¿És el mateix però enlloc de cargol de potència una mordassa hidràulica. Pressió

enorme???

4- Ranura T invertida ( Mirar dibuix apunts)

* Hi ha un conflicte amb el títol d’aquest apartat, entenc que llunetes, mandrins i plats

de mordasses són sistemes d’embridament o utillatges de fixació, però en els apunts de

la classe tinc classificat com a sistemes d’embridament només el punt 3, que són plats

de mordasses.

-16-

4- TORNEJAT

6- Velocitat i potència de tall en el torn Vc és la velocitat relativa entre eina/peça. Depèn de dos factors:

1- Naturalesa de la peça: Si la resistència del material és més alta, Vc ha de ser és

menor.

2- Naturalesa eina: Ja s’ha parlat dels materials que poden formar una eina. Només

comentar que en un torn automàtic interessa mínim desgast, per no haver d’afilar sovint

l’eina, que seria una gran pèrdua de temps. Per això, en torns automàtics es treballa en

seccions de ferritja petits.

Vc i secció ferritja arrencada són inversament proporcionals. Hi ha dos criteris de

treball:

1- Desbast: Volem arrencar molta ferritja, Vc moderat

2- Acabat: Volem arrencar poca ferritja, Vc major. Llavors treballem molt per sota

de la potència de la màquina.

Càlcul potència de tall: ccc VFP =

On: tc KSRF = K = Entre 3 i 5 en tornejat

S = Secció ferritja

Rt=Resistència a tracció

1000dnVcπ

= Depèn de les unitats

Potència de la màquina ha de ser superior a la potència de tall calculada perquè s’ha de

vèncer el fregament:

µc

mcmPPPP =→+= Pr On µ = Rendiment entre 0,7 i 0,8

-17-

7- Embridament de l’eina(Fig. 5-9)

1- El braç de l’eina ha de ser el mínim possible, perquè volem una fletxa menor

possible: Incorrecció Fig. 6b. Hi ha un llarg voladís. Més flexió = més fletxa a la

punta de l’eina.

2- Necessitem un bon assentament i emmordassament eina, ja que suporta gran

pressions. Incorrecte Fig. 7, la cunya o subjecció és torta.

3- Alineament adequat de l’eina en el seu funcionament. Ha de ser perpendicular a

l’eix de rotació ( Fig 9a ok).

Cua de peix permet assegurar un bon alineament eina. (Fig. 8)

8- Operacions amb el torn

Definició operació de tornejat: Processos de conformació per arranc de ferritja on

vtall = vc la dur la peça i l’avanç el dur l’eina. És a dir, l’eina arranca ferritja d’una peça

que gira a revolució respecte al seu eix.

Té dos moviments bàsics:

1- Cilindrat Velocitat d’avanç és paral·lel eix de rotació de la peça. Per tant, la distància de l’eina a

l’eix de la peça és constant (Fig.1)

Normalment consisteix en mecanitzar un cilindre recta i amb un diàmetre determinat.

En cilindrar es deixa petja helicoïdal que és l’avanç de cada volta. En:

- Superfície llisa → Avanç < Ampla de punta

- Fil de cargol → Avanç = Pas

En general hi ha dos tipus de passada:

a- Desbast: Una o vàries passades per deixar la peça pròxima cota desitjada

b- Acabat: Una passada per allisar la superfície. Deixar-la dins la tolerància.

2- Refrentat: Avanç eina és perpendicular a l’eix de rotació (Fig.2). Avanç són els mm de profunditat

que avances a cada volta.

Mecanitzem superfície plana perpendicular a l’eix de gir.

-18-

Altres moviments o mecanitzats:

3- Tornejat cònic (Fig. 27)

Existeix un cert angle entre l’eina i l’eix de rotació. Estratègies per aconseguir l’angle:

En els dos casos inclinació α dóna 2α sobre la peça.

3a- Inclinar el carro orientable (Fig. 28).

Definim α per la rotació del carro orientable (Torreta superior carro portaeines)

Avantatge: α pot ser gran

Inconvenient: Limitació de longitud peça, només per a peces curtes, per culpa el poc

marge de moviment longitudinal carro. Poca precisió.

Si no es col·loca l’aresta de l’eina just a l’altura de l’eix, el conus queda deformat.

Compte: Moure el fusell del carro orientable per fer l’avanç, no tot el carro porta-eines.

3b- Descentrament contrapunt (Fig. 29).

Es descentra el contrapunt, llavors el moviment es fa normal amb el fusell principal.

Avantatge: Podem fer cons llarg. Possible longitud gran.

Inconvenient: Limitació a angles petits ( 5-10º), perquè és un mal recolzament.

3c- Dispositiu copiador. Permet conus d’una major precisió.

4- Taladrat / Trepanatge ( Fig 30) Peça gira. Broca avança col·locada en el capsal mòbil, en el lloc que ocuparia un

contrapunt. Realitzem un forat com amb un trepant.

Limitacions:

1- Forat es fa en l’eix de rotació de la peça (no per força és l’eix central peça).

2- En peces grans, com que no podem aplicar contrapunt per evitar voladís es produeix

fletxa.

* Pot existir algun conflicte amb el nom d’aquesta operació. Segons ha comentat algun

company el nom trepanatge s’usa quan es realitza un forat amb el torn. Mentre que el

nom de taladrat s’usaria en el cas general de perforació, per exemple amb una

taladradora.

-19-

5- Mandrinatge (Fig 31) Cilindrat i refrentat interior forats = Engrandir forats. Per portar a les mides definitives

forats fets anteriorment.

Dos tipus:

1- Peces petites: Peça al plat de mordasses.

Vc = Gir peça. a = eina en el carro porta-eines avança paral·lel eix peça.

2- Peces grans:. Vc = Eina a = Peça.

S’usa un sistema molt semblant al d’una mandrinadora, però partint de que la màquina-

eina és un torn. És a dir, al torn s’hi col·loca una barra de mandrinar entre punts ( o

mordassa+punts), i en aquesta barra s’hi lliga l’eina de tall. La barra i, per tant l’eina, té

un moviment radial per obtenir Vc. La peça es subjecta estàticament al porta-útils (ara

seria porta-peces), i es mou paral·lelament a la barra per obtenir l’avanç.

El mandrinatge (acabats interiors) és molt complicat, car i lent. Alguns problemes són:

a- Mànec ha de ser molt més petit que el forat. De 2/3 a 1/3 més petit

b- Mànec prou llarg per arribar a on volem (Fons forat)

Perill que braç llarg creï un gran voladís = Vibracions.

c- La taladrina té poc efecte, en està tan tancat no es pot evacuar calor.

6- Ranuratge (Fig. 32) Conformem una ranura en un determinat eix. Eina té l’aresta de tall paral·lela a l’eix

de la peça i amplada igual amplada ranura que realitza. Si es necessita una ranura més

ampla que la peça, un feta la ranura inicial es pot retirar l’eina, desplaçar

longitudinalment i tornar a tallar.

Compte a respectar l’angle d’incidència i de despreniment, situant l’eina a l’alçada de

l’eix de la peça. (Fig. 33)

7- Segatge/Segat (Fig. 34) Quan el ranurat arriba fins el centre de la peça, estem realitzant un tall.

Arranquem més pel costat de la peça pròxima al voladís, perquè volem que es trenqui

per aquesta part. Sinó el pes propi provocaria trencament de l’últim nervi per l’esquerra.

No ho volem!

-20-

Inconvenients tant del Segatge com del Ranuratge:

L’eina pateix molt per:

a- Perquè estem treballant a radis molt diferents. Hi ha una gran interval Vc.

b- Perquè l’eina frega molt pels costats

Compte a treballar amb:

a- Velocitat de rotació ω molt baixa ( 100-200 rev/min?)

b- Subjecció forta eina i peça

c- Gran quantitat de taladrina

8- Grafilatge/Molatatge (Fig 35-36) Dibuixar trames sobre la superfície.

Pressionem l’eina sobre la peça, és un procés de conformació per deformació.

La peça gira. En el porta-útils hi ha el dipòsit de grafilatge.

9- Roscatge Conformació de tot tipus d’engranatges. Rosca inclinada, rosca de potència

S’ha de donar avanç de l’eina més gran que l’amplada ferritja. La distància entre les

empremtes de pas serà el pas de rosca del cargol.

El paràmetres d’una rosca són:

D = Depèn del diàmetre inicial cilindre.

α = Depèn de la forma de l’eina

perfil = Determinat per la forma de l’eina = petjada

p = pas Part a estudiar en profunditat.

Hi ha dues possibles normatives: en mm/volts o in/volta

Mètrica (mm) → α = 60º P=MП on M = Mòdul

Witworth (in) → α = 55º p= 4 fils/in = ¼ in/fils

-21-

''DZpitch =

ZDp '''' π

= pitch

p π=''

On: p’’ és el pas en polsades

pitch és el nº dents Z/(polsades diàmetre roda primitiva)

1 in = 25,4 mm

Possibles procediment per la conformació d’una rosca amb un torn:

A- Cilindratge estàndard. Hi ha un mínim roscatge molt petit en el pas. Ínfim.

B- Roscatge exprés amb un pas concret. (Fig. 37-40)

El carro porta-útils porta una palanca que permet engranar l’eina amb la barra roscada

que hi ha a la part inferior del capsal fix, llavors aquesta barra controlarà l’avanç de

l’eina. Per elegir, quin és l’avanç en cada revolució (pas) és quan entre en joc la

guitarra.

Si no realitzem cap “i” relació de transmissió dibuixarem amb l’eina el mateix “pas”

que té la barra roscada. En canvi si existeix “i” podem seleccionar un “pas”:

hPPi = P = Pas desitjat peça Ph= Pas del fusell o barra roscada

Aquest i es pot aconseguit amb la relació cinemàtica d’un torn (Fig. 40):

a- Caixa de canvis: Coneixem icc

b- Inversor: ii =-1. Només fa un canvi de sentit. (Opcional?)

c- Guitarra: Compost per

Z1- Per la roda solidària a l’eix del fusell principal (Peça)

Z4 - Per la roda de l’eix de la barra roscada.

Z2 i Z3 - Eix intermig amb dos engranatges que connecten els dos eixos anterior.

-22-

Tant la caixa de canvis, com l’inversor són coneguts i determinats per altre paràmetres.

Per tant, no els podem utilitzar per elegir la “i” que ens interessi. En canvi, podem

canviar tots els engranatges de la guitarra per elegir el Z (nº dents que ens interessi).

icch

iiZZZZ

PPi **

42

31==

Restriccions per determinar el nombre de dents engranatges guitarra:

1- nº de dents Z enter

2- L’interval possible de nº de dents segons normativa és 20-120.

Empresa té un joc amb una disponibilitat limitada. (20,24,25,..32...)

3- No es pot repetir Z. Dins el joc de l’empresa no hi ha engranatges

repetits.

4- Engranatges guitarra s’han de tocar:

MLZ 2

≥∑

L= Distància entre eixos A i B. Fig. 39

M= Mòdul

5- Existeix una roda de 127 dents*

*Ús de la roda de 127 dents:

La relació de transmissió és adimensional però si es barregen inches i mm, hi ha la

següent relació:

51274,254,25''1 ==→= imm

En el cas que P o Ph estigui en “inches” i l’altre en “mm” haurem d’utilitzar la roda de

127 dents per a passar d’una unitat a l’altre.

Exemple:

5127*

243

55*

14,25*

4''8/3

4''8/3

====mmmmP

Pih

-23-

Faríem servir la roda de 127, i hauríem d’escollir la resta de rodes per complir les

restriccions anteriors.

Mètodes de resolució sinó tenim la roda 127.(Problema perquè és un nombre primer.)

a- Multipliquem a dalt i a baix 63:

Perquè 127*63=8001, llavors aproximem a 8000 creant un error mínim assumibles.

b- Apliquem reduïdes. (Mirar el mètode als apunts en net, pàgina 10 i 11)

-24-

5- TORNEJAT 2

Tipus de torn 1- Torn paral·lel/estàndard/universal

2- Torn Vertical (Fig 44-45) Torn adequat per a peces de gran mida i pes. La peça és fixa en el plat horitzontal. Per

tant, l’eix de gir del plat és vertical, evitant el voladís i la conseqüent fletxa que podia

existir en un torn estàndard. Quan existia fletxa en un torn estàndard en rotar la peça es

provocaven esforços per una mala concentració de masses.

Amb el torn vertical, el pes de la peça es recolza centradament en el suport, formant part

d’ell mateix.

Els plats acostumen a ser grans, entre 1 i 2 metres. Els plats giren a menys revolucions

ja que en ser peces més grans, tenen un radi més gran (Vc=wR), on la mateixa Vc

s’assoleix amb menys revolucions.

3- Torns Copiadors Per a sèries llargues de peces de revolució de perfil complicat.

Funcionament:

- Avanç longitudinal: Com sempre

- Avanç transversal: Palpador ressegueix la plantilla a copiar, pressionant per

efecte de molles. La trajectòria es pot transmetre a l’eina per diversos

sistemes.

En les Fig. 47, 48 la trajectòria es transmet per un sistema mecànic.

Fig. 48 és un torn copiador de lleva. El palpador es mou rectilíniament per efecte de la

molla i és la plantilla que gira a la mateixa velocitat que la peça.

Torn copiador pneumàtic o hidràulic (Fig. 50-49)

El palpador acciona un servomecanisme que mou el carro porta-eines. Per tant, eina

reprodueix la trajectòria del palpador a través de la pressió distribuïda pneumàticament

o hidràulicament.

-25-

Fig. 50 Té els següents defectes/imperfeccions del funcionament:

1- Inèrcia: Oli tarda un temps en accelerar-se per passar d’estar aturat a en

moviment.

2- L’obertura de les vàlvules no és instantània, existeix un retard

Com a conseqüència del punt 1 i 2, es tarda entre 0,1 seg. i 1 seg. a omplir tot el tanc.

Per tant, hi ha un desfasament o retard en el moviment de l’eina respecte la plantilla. La

solució és fer una plantilla amb un cert avanç, així la trajectòria en la peça serà just al

punt inicial que ens interessa.

3- Precisió: Problemes en la connexió dels distribuïdors. No té suficient pressió per

transmetre petites variacions en l’eina.

Fig. 49 Dispositius d’escapament continu:

1- Oli sempre està en moviment. No hi ha el problema de la inèrcia.

2- No hi ha retard en l’obertura vàlvules perquè sempre estan obertes.

3- El sistema autoregula la pressió ell mateix

Hi ha un defecte que es conserva:

En classes es va dir: No es poden realitzar escaires/cantons totalment rectes. Perquè

sempre existeix un cert avanç longitudinal (velocitat de cilindrar). Per solucionar-ho

s’hauria de parar la màquina, fer un avanç de penetració (velocitat de refrentar) i tornar-

lo ha engegar.

En el llibre explica que sí que es pot aconseguir 1 escaire o angle de 90º. Per fer-ho s’ha

d’inclinar el palpador o carro copiador perquè la trajectòria de penetració no sigui

perpendicular a l’eix de gir de la peça. (Pag. 77 llibre) En canvi, amb aquest mètode no

es pot realitzar un segon escaire, o angle de 90º, en el sentit invers.

4- Torns Revòlvers (Fig. 51-57) En sèries llargues de peces igual, es pot estalviar molt de temps en el canvis d’eina i la

verificació de les posicions utilitzant torns revòlvers.

Col·locació de les eines:

En el lloc del contrapunt hi ha un carro porta-eines hexagonal amb 6 cares/estacions. Els

revòlver estàndard poden ser de 6,8 o 10 posicions. Com es veu a la Fig.53 hi pot haver

-26-

una torreta amb 4 posicions al costat de treball de l’operari i un porta-eines secundari

amb 1 eina al costat més llunyà de l’operari.

En resum, en la figura 53 hi ha 11 eines/posicions:

Carro 1 (Moviment longitudinal):

Torreta 1: 4 eines

Torreta 2: 1 eina

Carro 2 ( Moviment longitudinal, però torreta amb moviment giratori)

Revòlver: 6 eines

En aquest carro quan retrocedeix ja es fa la rotació automàtica a la següent eina.

En cada estació hi pot haver més d’una eina (Fig. 56).

Moviment d’avanç: (Fig. 54)

El moviment d’avanç del revòlver es troba limitat per un disc amb tantes barres

roscades com estacions tingui el revòlver. Les barres tenen diferents llargades segons

profunditat treball, permeten el moviment fins que toquen a un tope/fi de cursa fix.

Mecanisme de gir rèvolver: (Fig. 55-57)

1- Estrella (Fig 55): L’estrella col·lisiona amb un pastell T, obligant el pastell a

obrir-se i a deixar lliure l’estrella perquè giri 1/6 de volta fins al següent forat.

¿És un procés automàtic en l’avanç d’una eina i selecció de la següent?

2- Corna dentada. (Fig 54): Es fa girar un pinyó dentat.

3- Dents Quadrades (Fig 57): Sistema d’enclavament.

Passos en la utilització torn revòlver:

1- Posem totes les eines segons el lay-out previst

2- Mesurem i col·loquem les barres roscades perquè l’eina arribi allà on vulguem

3- Peça és un cilindre llarg, que anem tallant i fem avançar automàticament

4- Fem que un eina faci de posicionador, per saber fins on hem de col·locar

automàticament la peça.

Així, en la primer peça tardarem molt, però en les 1000 següent serà molt àgil.

-27-

5- Torns Automàtics (Fig. 58-67) Els torns automàtics passen d’una etapa a la següent per ells mateixos, tan sols s’han

d’alimentar amb una barra (peça) quan aquesta s’acaba. Per tant, són molt rentables

però només en sèries molt llargues.

Les lleves permeten automatitzar el moviment, controlant els canvis de posició,velocitat

i acceleració d’un òrgan. Per a cada òrgan o element màquina és necessari disposar

d’una lleva. Les lleves van muntades sobre un eix programa, generalment una volta de

l’eix programa és una peça.

Tipus de lleves:

1- Lleves de disc (Fig. 58): Permet fer desplaçament o salts movent la palanca, que

sempre s’ha d’empènyer contra la lleva per mitja d’una molla. Hi pots haver

canvis en els eixos de rotació, perquè sempre seran eixos paral·lels.

2- Lleva de ranura (Fig. 59):

3- Lleva frontal (Fig. 60): En aquest cas el moviment de la palanca és rectilini.

*Aquesta explicació de les lleves ha de ser ampliada i corregida.

El problema és el cost econòmic i el temps de fabricar una lleva per fer exactament el

moviment que necessitem en una peça concreta. Perquè surti a compte necessitem un

gran volum de fabricació, i saben que tindrem una gran rigidesa en la fabricació, molt

poca flexibilitat.

Torns automàtics d’un sol fusell

En un instant només hi ha una peça mecanitzant-se, i no es comença la següent fins

haver acabat aquesta. Dos tipus:

1- Torre revòlver: Típic sistema revòlver però amb un eix programa que controla

el moviment. Hi pot haver una lleva que controli l’embragatge del canvi de

marxes, en cas contrari s’haurà d’agafar la velocitat d’operació més lenta del

cicle (Pèrdua temps).

2- Radial: (Fig. 67): Útil per a peces petites i curtes. Hi ha dos moviment

coordinats i que són controlats per les lleves:

- L’eina té el mov. de penetració, normal a la superfície de la peça. Entra/Surt

- Peça té el moviment de gir i l’avanç longitudinal. Gira i avança/recula

-28-

Torns automàtics multifusell (Fig. 64-65)

Cada fusell és com un torn independent, la màquina té un gran tambor amb molts

fusells. Podem considerar cada fusell com una estació de treball.

En un instant de temps hi ha tantes peces fabricant-se com fusells, cada peça es troba en

una fase de la conformació diferent. Llavors es fa girar fins a completar totes les

operacions a totes les peces.

El temps de fabricació d’una peça serà el temps d’operació més llarg, més el temps de

gir del capçal entre una estació i una altra. (1/nº estacions de volta).

En alguns torn les peces poden girar a diferents velocitat segons l’estació on es trobi.

Problema: Es necessita un volum de fabricació molt gran per la gran dificultat de càlcul

i fabricació.

-29-

6- FRESAT

Definició procés de fresatge: Operació de conformació per arranc de ferritja que utilitza:

Vtall = Eina (Fresa). És la seva velocitat tangencial.

Vavanç = Peça. De fet l’avanç ve donat pel moviment de la taula

1- Eina de tall La fresa és una eina de tall múltiple, en forma de cos de revolució que treballa al voltant

del seu eix principal.

Per tant, l’eina té més d’una aresta de tall i cadascuna realitza un treball cíclic. Les

diferents arestes treballen successivament, i tornen a treballar al cap d’una volta.

Per l’estudi de cada una de les dents o arestes de tall es pot fer la mateixa modelització

que amb les eines del torn (es mantenen els angles).

Tipus de freses, segons la forma de les dents:

1- Fresa Destalonada:

- Les dents es poden reafilar per davant, conservant la seva forma i mantenint l’angle

d’incidència.

- S’utilitzen per a freses de forma (Per a engranatges)

- Angle de despreniment acostuma a ser zero

2- Fresa de dents aguts

2- Procediment en l’arranc de ferritja S’acostuma treballa amb múltiples passades.

- Primeres passades de desbast. Les dents són molt robustes. Vc↓ i l’avanç↑

- Passades finals d’acabat. Hi ha més nombre de dents, però menys robustes.

Vc(Vgir)↑ i l’avanç↓

3- Tipus de moviment: (Fig. 5)

1- Fresatge a contramarxa: Més usual

Vavanç té el sentit oposat amb la Vtall.

-30-

Avantatge: L’arranc de ferritja és més fàcil, perquè es genera la ferritja de petit a gran,

fent créixer progressivament la força.

Inconvenient: En peces d’estructura febles o poca rigidesa, la fresa pot tenir tendència

aixecar la peça i a tallar més del compte. == Problemes de precisió

2- Fresatge a favor de l’avanç = Equicorrent:

Vavanç té el mateix sentit amb la Vtall.

Avantatge: No existeix el problema d’aixecar la peça perquè la fresa en tallar empeny la

peça contra la taula.

Inconvenient: En penetrar la dent intenta arrencar un màxim de ferritja, convertint cada

mossegada en un gran xoc per la dent. Risc de ruptura i generació de vibracions.

4- Tipus de fresa (Fig. 7):

1-Fresat cilíndrica o tangencial (Fig. 2):

Només treballen les generatrius, és la única part activa. Utilitzat per mecanitzar

superfícies planes.

Les arestes poden ser rectes, però és preferible que siguin helicoïdals.

Avantatge: La Vtall és única. (Radi on és l’aresta de tall es fix). Per tant, el sistema és

molt més estable que la fresa frontal pel que fa a la força

Inconvenient: Es genera una força axial, a causa de la forma helicoïdal de les arestes,

que haurà de suportar el fusell, a no sé que es col·loquin dues freses cilíndriques

acoblades per contrarestar forces axials.(Fig. 6)

2-Fresat frontal (Fig. 3).

Treballa amb la base de la fresa en posició horitzontal, és a dir l’eix de l’eina es troba

normal a la superfície.

Hi ha dues sèries d’arestes de tall.

1- A la generatriu com a les freses cilíndriques.

2- Al pla frontal de la fresa

El treball que realitzen és simultani, poden mecanitzar dues superfícies perpendiculars

al mateix temps.

-31-

Inconvenient: El radi de l’aresta de tall varia molt al llarg de la dent, les velocitats de

tall són molt diferents. Problemes en els acabats i en el desgast eines.

Avantatge: Per a realitzar planejats és millor que les freses cilíndriques, perquè no hi ha

influència de la flexió en l’eix de l’eina.

Treballen més dents simultàniament, llavors l’esforç d’arranc de ferritja és més regular.

3- Fresa de disc:

Té dents a la superfície cilíndrica i a les dos cares frontals (Treball tangencial i pels

costat). Obtenim ranures de l’amplada de la fresa.

A la Figura 7 hi ha dos exemple utilització:

7c Ranuratge

7g Serratge

4- Fresa de mànec o frèsolic: Per a realitzar ranures de xavater (7f)

Les eines 3 i 4 no ens permet fent unes ranures perfectes. En la fresa de disc en els

extrems no es pot aconseguir un fondo totalment pla, hi ha una cert arrodoniment.

En la fresa de mànec, el fondo és pla en tota la ranura, però el perfil vist des de dalt és

amb els extrems arrodonits.

Altres

Fresa en angle: (Fig. 7d i Fig. 8) Per a ales de mosca, cua de milà.

Fresa Biconita: (Fig. 7A). Per a ranures angulars.

Fresa de Mòduls: Per a realitzar els talls dels espais buits entre les dents dels

engranatges. Són les freses de forma, són dels tipus destalonades.

Ranura T: (Fig. 7E)

Fresa composta (Fig. 11). Sobre un sòl mandril hi ha més d’una peça. És poc usat

perquè necessita molta potència d’arranc de ferritja)

Fresa de plaquetes de metall dur (Fig. 10). Molt usual. Necessito gran potència màquina

-32-

5- Operacions fresatge (Fig. 7)

1- Planejat:

Cara superior de la peça queda totalment plana.

2- Escairat

Mecanitzem dues cares. Realitzem 2 planejats. No per força hi ha d’haver un angle de

90º entre les cares

3- Buidat: Fem un forat/caixera

4- Contornejat

Mecanitzat de planejat a diverses cares fins a realitzar una trajectòria tancada. S’usa una

fresa frontal.

5- Ranuratge

Podem fer tantes formes com eines comentades abans: Bicònica, Ala de mosca, mòdel..

6- Taladratge/Trepanatge

7- Roscatge

6- Tipus de màquina fresa 1- Fresadora Horitzontal: Eix de gir de la fresa (fusell) és horitzontal.

2- Fresadora Vertical: Eix de gir de la fresa (fusell) és vertical, el capçal universal

explicat a continuació permet gir de l’eina per passar d’horitzontal a vertical.

3- Fresadora Universal: Fresadores horitzontals on la taula a més de poder moure’s en

els tres eixos lineals, també pot girar al voltant de l’eix vertical.

a. Per obtenir ranures/dents helicoïdals

b. Permet afegir utillatge copiador

7- Accessoris/Utillatges Fresadora

1- Fixació fresa a la màquina

En el cas que la fresa tingui un mànec, es fa servir la mateixa fixació que en les broques.

Tot i així, el més corrent és que sigui buida amb un forat circular amb xaveter al seu

interior. Llavors, per a fixar la fresa a la fresadora, es col·loca un mandrí al seu interior.

El mandrí acaba en forma cònica en una dels seus extrems i és introduït a la fresadora.

L’altre extrem es pot suportar per un contrapunt.

-33-

2- Capçal universal (Fig. 19)

Té dos cossos (1 i 2) fets de fundició i units per un pla circular a 45º.

Per dins (amb un tall de la secció) observem un engranatge de dues corones

cilíndriques. El fusell subministra la potència a la primera corona, mentre que la segona

està acoblada a la fresa.

La seva utilitat és per donar diverses inclinacions a l’eina, o sigui, aconseguim

angularitat respecte el pla horitzontal o de referència. Això permet fer planejat amb una

certa inclinació.

Podem arribar a una angularitat de 90º. Per tant, passem d’una fresa vertical a

horitzontal. Per tant, per saber si una fresa és vertical o horitzontal hem d’observar el

fusell.

3- Copiador (Fig.21-22)

Mateixes característiques que en el tornejat.

Tot i així el sistema és més compleix, perquè es fa un copiatge amb través de tires

paral·leles entre si. Entre una tira i una altra es fa un petit avanç perpendicular. Moltes

tires acaben generant una superfície.

El copiador permet copiar maquetes a escala i multiplicar les mides. La màxima relació

de copiatge és 5. El problema és que qualsevol defecte es multiplicarà a la peça final.

8- Mecanisme divisor Té aplicacions en els fresat d’engranatges, però també en ranures i altres.

3 mecanismes/funcions

1- Mecanisme divisor: Permet dividir en un nombre de parts iguals una volta. Un cop

tallada cada dent, es fa girar la peça un cert angle.

2- Mecanisme per inclinar l’eix de la peça respecte el pla horitzontal de la taula. Per a

engranatges cònics.

3- Mecanisme per donar un moviment de rotació contínua a la peça al mateix temps,

sincronitzadament, que es produeix l’avanç de la taula. Per a engranatges helicoïdals.

Per tant, si dels tres mecanismes només s’usa el mecanisme divisor estem fabricant un

engranatge recta.

-34-

El mecanisme conté un bisenfí engranat a un disc de 40 dents, per tant, la relació de

transmissió entre el fusell i la peça es veu multiplicat per 40. (Fig. 25)

Si volem fer Z=46 dents, l’angle entre dents és:

46401

4611' ==→== i

zvoltade

zαα

És a dir, per aconseguir que l’angle girat per la peça entre dents sigui de 1/46, s’haurà

de fer girar el plat de forats 40 vegades més. Fent un gir de 40 forats sobre 46.

Tipus de divisions

1- Divisió directa

2- Divisió combinada

En el cas que estiguem a Z>Zmax plat, que Z no tingui divisions comunes amb 40 i que

no sigui un nombre primer.

S’utilitzen dos plats acoblats un sobre l’altre.

El mètode més correcte a aplicar és el de les dividir les operacions en famílies o sèries:

Per exemple, es vol realitzar Z=51=3*17. Llavors es dividiran les dents en tres sèries.

En cada una de les sèries es generarà les dents com si volguéssim fer un engranatge de

17 dents (40/17). Un cop acabada la primera sèries, es fa un gir amb els dos plats de

1/51 (que en el plat és 40/51, ja que és com si volguéssim fer 51 ranures) per continuar

llavors realitzant els 17 talls de la segona sèrie.

3- Divisió diferencial (Fig. 28)

En el cas que estiguem a Z>Zmax plat i Z nombre primer.

Es preferible a la divisió combinada, encara que no sigui obligatori fer-ho servir.

No es poden fer dents/ranures helicoïdals.

Aquest és l’únic cas on el plat de forats no es troba immobilitzat (fixat) amb la peça. El

plat de forat es trobar unit a l’eix de la peça a través dels engranatges de la guitarra

(z1,z2,z3,z4).

- Veure ús en els apunts en net

-35-

Fresat Helicoïdal (Fig. 33)

En aquest cas el divisor implementar dues funcions simultàniament:

1- Gira la peça per passar d’una ranura a la següent. Amb la divisió directa o

combinada, mai amb la diferencial

2- Combina l’avanç de la taula, al gir de la peça durant el mecanitzat de la ranura.

Perquè el pla de la fresa sigui tangent a l’hèlix α que s’ha d’obtenir s’ha de girar la taula

de la fresadora el mateix angle α respecte a la seva posició normal. Per tant, la fresadora

ha de ser del tipus universal.

Per obtenir la relació de transmissió desitjada entre el pas del fusell i el pas d’hèlix,

s’utilitza la guitarra del mecanisme divisor.

140*

42

31ZZZZ

pph=

-36-

7- MECANITZAT DE RODES DENTADES

Tots els engranatges tallats per mecanitzat són del tipus envolvent, és a dir, es mecanitza

seguit la forma del perfil envolvent de cada dent.

Hi ha dos grans grups:

1- Fresa de forma Tallem els espais entre les dents un a un mitjançant una fresa de forma, que té el perfil

de la ranura entre les dents.

És el mètode vist a pràctiques. Es mecanitza un espai entre dents, es retira la fresa i es fa

girar la peça cilíndrica la fracció de volta mitjançant el plat de forats (divisor) i es

mecanitza el següent espai.

2- Engranatges per generació a. Pinyó Fellow

És el millor sistema, s’aconsegueix més exactitud que en la fresa de forma. El més car.

L’eina és un pinyó generador Fellow que ha de ser de tenir el mateix mòdul que

l’engranatge a crear, però no necessàriament ha de tenir el mateix número de dents. El

pinyó generador és un engranatge tot el contorn del qual és tallant.

Procediment es pot dividir en dues parts:

1- Pinyó (Eina) s’apropa cap a la peça (avanç) amb un moviment alternatiu (De va i bé,

Amunt i avall que és la Vc), mentre la peça cilíndrica es troba subjectada a la bancada.

L’eina mossega la peça fins a arribar a una fondària igual a l’altura de la dent. Llavors la

distància entre l’eix de l’eina i l’eix de la peça és la suma dels seus radis primitius.

2- Llavors l’eina no s’apropa més, el nou avanç ve donat pel moviment simultani de gir

de la peça i el pinyó fellow cap al mateix costat. Com si s’estiguessin engranant. El

pinyó continua tenint el moviment alternatiu que arranca material i genera les dents.

El moviment de gir és lent i només es produeix quan l’eina no treballa.

-37-

Permet:

- Mecanitzat dentats interior ( És l’únic)

- Dentats helicoïdal (Fig. 6). El pinyó realitza un cert moviment de gir durant la seva

carrera de decents en el moviment alternatiu. L’eina ha de tenir un dentat helicoïdal amb

la inclinació igual que la dent a conformar.

b. Cremallera El principal problema del dentat Fellow és la complexitat de l’eina i de fer un correcte

reafilat mantenint la forma. Per a simplificat, transformem l’eina en una cremallera.

Inconvenients:

- No permet fer engranatges interiors.

- Necessitem eines diferents per a cada angle de pressió i mòdul

- Nombre de dents és limitat, i un cop s’ha avançar del tot s’ha de realitzar

un retorn. Procés retorn diferent segons si és Maag o Sunderland.

Màquina Sunderland (Fig. 8)

La cremallera té un moviment lineal (d’aproximació tangent a la roda) i un moviment

alternatiu paral·lel a l’eix de la roda (Vc), en la Figura 8 seria un moviment normal al

paper. El procés de mecanitzat seria:

1- S’aproxima a la roda (peça cilíndrica), i mecanitza els espai d’entre les dents fins

a arribar a una profunditat de l’altura de la dent.

2- Llavors la roda gira simultàniament al moviment lineal de la cremallera. (És un

moviment tangencial a la roda). Com si engranessin

3- Un cop engranada tota la cremallera (6 o 7 dents), la cremallera es separa de la

roda i es mou rectilíniament fins que l’inici de la cremallera arriba a l’última

dent mecanitzada. Llavors es torna a aproximar.

Màquina Maag (Fig. 9)

L’eina només aporta el moviment alternatiu Vc. La roda és la que avança lateralment

cap a la cremallera fins al contacte, i llavors gira sobre ella.

Quan s’acaba la cremallera, és la peça la que retrocedeix (linealment) per sota la

cremallera fins a ser altre cop al seu inici.

-38-

L’eina es troba sempre col·locada a l’alçada tangent al diàmetre primitiu, per tant

obtenim tota la profunditat de la dent des del principi.

Permet:

- Helicoïdal: Realitzant un gir mentre fa el descents.

c- Fresa mare = Cargol fresa És un sistema menys exacte però amb major rendiment.

Eina la podem veure com un tambor a qui se li han enganxat a la perifèria unes dents de

fresa, com si constituïssin un seguit de cremalleres. Les cremalleres estan clavades a

desbiaix, amb una inclinació respecte l’eix del cargol (desviació helicoïdal).

Perquè el resultat sigui un engranatge recta, l’eix del cargol fresa està inclinat un cert

angle.

Hi ha tres moviment que interactuen: (Fig. 12)

Rotació “b” de l’eix de l’eina, per a realitzar el tall.

Moviment “a” rotació de la peça cilíndrica sobre el seu eix per anar generant noves

dents, fins als 360º. Com si engranés.

Moviment “c” de translació de l’eina paral·lel a l’eix de la peça, per arribar a tota la

longitud de l’engranatge. (Moviment d’avanç de la fresa)

Aquest mecanisme disposa d’una guitarra per a lligar la velocitat de rotació “b” del

cargol fresa amb la velocitat de rotació “a” de la peça. Així aconseguim que es

produeixi l’engranament.

Es comencen totes les dents a un extrem de la peça cilíndrica i, progressivament,

s’arriba a l’altre extrem. Sempre havent mecanitzat totes les dents a una altura abans de

continuar avançant.

Permet:

- Dentats helicoïdals: Posant l’eix de l’eina en la inclinació adequada. Una segona

guitarra que controla el gir corresponen a la desviació de la dent a mesura que avança

per l’engranatge.

-39-

d- Taula resum

-40-

8-TALADRAT

Definició: Operació de conformació per arranc de ferritja on la Vc i l’avanç els aporta

l’eina.

Vc = Velocitat tangencial de l’eina, donada per la vel. de gir sobre el seu eix.

Avanç = Moviment de l’eina en la direcció del seu eix de gir.

Es diferencia d’altres operacions perquè acostuma a tenir dos arestes de tall, les quals

treballen permanentment. L’eina més típica és la broca helicoïdal. Tot i així, poden

existir altes tipus de broques de 1 o múltiples arestes de tall.

La ferritja s’evacua pels lòbuls de la broca (espai entre les arestes principals al llarg del

cilindre de la broca). La força que provoca l’evacuació en un taladradora és provocada

per la força centrífuga de l’eina més la nova ferritja que empeny degut a l’avanç de

l’eina. En el torn, en canvi, l’evacuació es gràcies a la velocitat de gir de la peça que

empeny la ferritja enfora.

El taladrat és una operació d’una gran complexitat per les següents raons:

1- A mesura que penetra en el material, l’aresta de tall es troba més lluny de

l’entrada d’aire. Són una condicions de treball dures perquè no hi ha refrigeració

natural i no arriba la taladrina.

2- L’evacuació de la ferritja es fa través de l’eina. Escalfant encara més l’eina.

3- Esveltesa és molt alta. Es treballa a compressió i hi ha el perill del vinclament. A

la realitat n’hi ha una mica. Un ø8, acaba essent 8,08 o 8,09.

4- En conseqüència, és molt complicat aconseguir un bona acabat superficial

-41-

1- Broca helicoïdal Les arestes de tall (part activa) són just a la punta, i sorgeixen de la intersecció entre les

ranures helicoïdals i el con de la punta. Té 2 arestes, que treballen permanentment.

Les dues arestes principals s’estenen al llarg del cos cilíndric de la broca, essent de la

mateixa longitud entre elles i guardant una posició simètrica respecte l’eix de la broca.

- Angle de punta és diferent segons el material. Però l’estàndard és al voltant de 120º.

- Angle de la ranura helicoïdal depèn del material (Determina velocitat evacuació

ferritja)

Per fer forats profunds s’utilitzen broques canó, que tenen una sola aresta de tall.

Hi ha dos possibles mètodes de subjecció de la broca segons el seu mànec.

2- Subjecció de la broca 1- Subjecció de les broques de mànec cònic (Morse) (Fig. 3 i 4)

Dóna una bona fixació i transmissió de la torsió.

Usat per a broques grans ø>11 mm

Hi ha 5 tipus de conicitats: 1,2,3,4,5 on el 5 és el més potent, per a broques grosses.

La conicitat del mànec ha de ser la mateixa que tingui el capçal de la màquina. Cada

capçal de la màquina té la seva conicitat en funció de les seves característiques

(Potència)

Es poden usar conus reductors, que passen d’una conicitat més gran a una més baixa.

(La seva part exterior té una conicitat superior que l’interior).

També existeixen conus amplificadors, però no són recomanables perquè estarem

sobrecarregant la potència de la màquina amb broques massa grans.

Per desfer l’enclavament existeix una ranura d’expulsió.

2- Subjecció de les broques de mànec cilíndric

Per diàmetres petits ø<15 mm.

Fa servir una espiga intermèdia, anomenada porta-broques, que és cònica per la part

exterior per fer la connexió amb el capsal.

-42-

3- Velocitat de tall i avanç La velocitat de tall és diferent per una mateixa aresta de tall segons la distància a l’eix

de gir que té en cada punt.

Per a broques grans (ø>30) pot arribar a ser perillós tenir tanta diferència entre les Vc en

la punta de la broca. Per això, es fan forats gradualment, estratificant les broques. Així,

entre el diàmetre 20 i al 30, només es farà treballar aquest sector de radi.

L’avanç és la fracció de mm que la broca recorre endavant a cada revolució. L’avanç es

pot fer manual o automàtic. Si s’han de realitzar molts forats de la mateixa profunditat

es pot fer un desembragament automàtic en haver fet l’avanç desitjat.

Operacions d’acabat per fer un forat

Operacions que es poden dur a terme sobre un forat, per millora el seu acabat o perquè

s’ajusti més al seu ús.

1- Acabats de forats. Mecanitzem un petit gruix d’un forat ja fet. Per afinar la

mida d’un forat, per tenir un acabat molt bo. Està dins tolerància.

2- Refrentatge. Per fer lloc a una arandela

3- Penetrat. Per fer lloc a un petit encaix amb una altra peça.

4- Eliminació de rebaves

5- Rosca

6- Aixamfranat

Totes les eines de mandrinatge serveixen per acabar d’afinar/ajustar el forat. (Treball

d’un petit increment de diàmetre). Aconseguim tolerància desitjada, també tenen el

manegament cònic per subjectar.

4- Màquines de taladratge

Taladradores de columna Les parts que la formen són: Bancada/Columna/Taula/Capsal

Per a reduir els temps improductius, es pot moure la taula per acostar la broca i la peça.

però el moviment de la taula mai serà utilitzat com avanç en el moment del mecanitzat.

Per a peces grans pot existir el problema que no hi hagi suficient espai i xoqui contra la

columna. Llavors es poden fer servir taladradores radials.

-43-

Taladradores radials (Fig. 11)

Utilitzades per a peces grans. Les dimensions són superiors que les taladradores de

columna, i per la seva forma s’aconsegueix allunyar el capsal de l’eix de la columna.

Biga serveix per ajustar posició de la broca i la peça.

Avanç el continua realitzant el capçal.

Taladradora multicolumna (Fig. 9)

Serveix per a eliminar temps improductius o de preparació.

Consta d’una sola bancada amb varis capçals (columnes). Cada columna té una eina

diferent, anem movent la peça per la taula per anar passant de broca a broca.

Totes les operacions es realitzen sobre la mateix cara. Que no per força ha de ser el

mateix pla.

Cada capçal té un motor independent per poder donar diferents velocitat de gir i avanç a

l’eina.

Capsal revòlver (Fig. 10)

És un utillatge. Per quan en un mateix punt de la peça s’han de realitzar vàries

operacions amb diferents eines. Per passar d’una eina a una altra fem girar el capçal de

manera que queda en posició vertical l’eina que treballa.

Taladradora múltiple de capçal únic (Pàg. 12)

Fem moltes operacions sobre un mateixa cara. Surt a compte per a sèries llargues.

El capsal es mou en global, movent alhora totes les broques. Per tant, l’avanç serà comú

per a totes les broques. L’avanç serà determinat per la broca que necessiti anar més a

poc a poc. Tot i això, en el còmput total és un gran avantatge de temps.

El procés d’avanç té 3 fases:

1- Apropament ràpid.

2- Avanç lent del capçal, moment que les broques treballen.

3- Retrocés ràpid i parada.

La velocitat de gir (que dóna Vc) pot ser diferent per a cada eina. Per poder donar un

Vgir diferent a les eines existeixen una sèrie de rodes solidàries al motor però de tamany

-44-

diferent. (Fig. 15 i 16). Segons si el pinyó P de cada eina, engrana la roda R, R’ o R’’

obtenim una Vc diferent. Una sola roda pot tenir acoblat més d’un pinyó P. El resultat

és que amb un sòl motor podem fer funcionar broques a més d’una velocitat de gir.

Per realitzar el posicionament de les broques respecte la peça, s’utilitza el mecanisme de

la figura següent. Cada mecanisme subjecte la broca i la permet situat just on vulguem

fer el forat, i donar-li l’alçada adequada.

Si una peça s’ha de realitzar més d’un cop, es pot usar una plantilla amb els forats per

on les broques han de passar per l’interior. Així ràpidament es pot col·locar cada broca a

la seva posició. (És un utillatge)

Taladradona múltiple de múltiples capçals (Fig.17-19)

Diferents capçals taladradors operen sobre la peça al mateix moment, o successivament

en una o més fases.

Resulta un gran estalvi de temps. El temps total serà el temps necessitat per la operació

més llarga, és a dir, pel temps del capsal més lent. Això és així, sempre que hi hagi

peces que no usin el mateix espai geomètric.

Evidentment, cada capsal té un motor independent.

a. Varis capsals hi una posició fixa. (Fig. 18)

De les sis cares, només es pot treballar en quatre. Les dues cares restants s’utilitzen per:

- Davant: Treure la peça

- Sota: Suport

-45-

b. Amb plataforma giratòria de vàries posicions/estacions (Fig. 17)

Peces van col·locades sobre una taula que pot girar sobre el seu eix vertical.

Per passar d’una estació a una altra la peça girar un cert angle, fins a girar 360º.

Molts cops no és possible realitzar tots els forats d’una cara en una sola estació, perquè

es necessita una distància mínima entre forats. Per això, es normal que es treballi sobre

una mateixa cara en més d’una estació.

c. Amb carro mòbil de vàries posicions/estacions (Fig. 19)

La peça segueix un camí recta, per tant, no hi ha un límit en el nombre d’estacions.

Quan s’arriba a l’extrem més automatitzat, on fins tot s’ha automatitzat el moviment

transversal o la rotació de la peça, s’anomena Màquina Transfer.

Es possible treballar sobre totes les cares menys la inferior, en contacte amb el suport.

És un treball a 5 cares.

Es necessita un control perfecte de la màquina:

- Translació del carro s’ha de fer en tota precisió, parant al lloc exacte

- Control perfecte en tot moment del treball de totes les eina, perquè es necessari saber

si una peça no funciona correctament (desgast o trencament) abans de la verificació de

la peça acabada. Perquè llavors ja s’haurà gastat un gran temps i capital en multitud de

peces errònies. Hi ha un sistema de parada automàtica quan una eina deixa de funcionar

correctament.

Per a controlar el treball de la broca es realitza una gran sensorització:

- Control de potència

- Làser òptics observant la punta de la broca

Per a un control més exhaustiu existeixen estacions de verificació intercalades en el

procés.

-46-

9-ROSCAT

Definició: Execució d’una rosca al voltant d’una superfície cilíndrica llisa. El fil de la

rosca, és un hèlix de pas uniforme i regular.

Hi ha dues classes de superfícies cilíndriques roscades:

- Rosques interiors: Femella

- Rosques exteriors: Mascles

El roscat es pot realitzar a mà, amb el torn, la fresa o màquines especials, i utilitzant

diferents eines segons les característiques de precisió, volum de fabricació... de la rosca

a fabricar. Una breu introducció seria:

1- Roscat a mà amb fileres/mascles:

El gran desavantatge és que el temps improductiu és molt gran, perquè un cop realitzat

el roscat s’ha de retrocedir, fent el moviment de roscat inversa. És a dir, desfent el camí

realitzat.

2- Roscat amb el torn sense eines especials:

Per obtenir una sèrie petita de peces, tant de molta precisió com de poca. Permet una

gran flexibilitat per obtenir rosques no estàndards, o anormals.

El mètode ja ha estat explicat, en l’apartat de operacions amb el torn (roscatge).

3- Roscat amb el torn amb fileres/mascles:

Les fileres (coixinets de roscar mecànics) i els mascle s’utilitzen en torns revòlvers o

automàtics. Com s’explicarà més endavant, per estalviar temps s’utilitzen eines amb

obertura/tancament automàtic perquè, un cop roscat, l’extracció de la peça es pugui fer

amb el mínim temps. Reducció dels temps improductiu.

4- Altres màquines de roscar

-47-

1- Eines de roscar 1- Mascles de roscar

Roscatge d’una superfície cilíndrica interior. Forat, femella.

El mascle de roscar vist en secció (Fig. 2) s’assembla molt a un fresa. Però aquí les

arestes tallants ataquen a tot el contorn simultàniament. Ja que, com es pot veure a la

Fig. 1, l’eix central de l’eina és perpendicular a la superfície a incidir.

Els mascles tenen ranures longitudinals, entre les arestes de tall, per poder extreure la

ferritja.

La part de l’eina que realment actua (part activa) és la inicial o entrada, que té una

lleugera desviació cònica.

Es pot utilitzar el mascle a mà o a màquina:

- A mà. El mascle és capaç d’arrencar molt poca ferritja. Alhora es poden produir

problemes de vinclament, esforç molt gran a torsió. Per això es realitza l’operació de

roscat d’un forat en tres temps, és a dir, utilitzant tres mascles: El previ, l’intermedi, i

el d’acabat. (Fig. 3)

- A màquina. El guiatge del mascle el realitzar la màquina, poden ésser molt més

exacte. (No cal ranures rectes). En tenir un ajustatge perfecte, amb un mascle és

suficient. Es pot fer el roscat amb una sola operació.

¿¿ Ranures han de ser rectes per al guiatge a mà???

Per a realitzar el roscat, és necessària una preparació prèvia (Fig. 4):

1-Realització del forat, diàmetre una mica menor al final. Exactament el forat previ:

pasmetricforat −=φφ

2- Un avellanat de 45º al forat. Per facilitar l’entrada mascle.

2- Fileres

Per a tallar rosques exteriors (Cargols) a partir d’una espàrrec. A diferència dels cas

anterior, ara el diàmetre de l’espàrrec ha de ser igual al mètric que vull obtenir en el

cargol. L’avellanat ha de ser de 45º.

metricesparrec φφ =

-48-

Hi ha dues classes de fileres:

1- Coixinets de roscar (Fig. 5).

Per el roscat a mà o a màquina per a diàmetres molt petits.

2- Coixinets de roscar a màquina. (Fig. 6).

El tall es realitzat per les pintes de roscar que permeten variar la seva posició (Obrir-se

i tancar-se). Això comporta dues gran avantatges:

a. Segons el grau d’obertura podem treballar amb diferents mètrics

b. Un cop completat el roscat, puc obrir les pintes i fer el camí de retorn molt

més ràpid.

Hi ha dues classes de pintes de roscar (Fig. 8):

1- Pintes radials: Posicionament i moviment radial. Perfil de roscar es realitza per

la cara de despreniment.

2- Pintes tangencials: Posicionament i moviment tangencial. Perfil de roscar es

realitza per la cara d’incidència.

El moviment es pot realitzar de dues maneres:

1- Eina gira i la peça avança. En màquines de roscar horitzontals(Fig. 9)

2- Eina avança i la peça gira. En torns revòlvers i automàtics.

-49-

2- Màquines de roscar 1- Màquina de roscar universal ( En el llibre és anomenat roscadora)

Màquina més comuna per fer rosques interiors (Femelles) mitjançant els mascles de

roscat.

Té un arquitectura semblant a una taladradora de columna. Per tant, l’eina (mascle) té el

moviment de gir i avanç.

L’inconvenient és que per desenroscar el mascle, s’ha d’invertir el sentit de gir i refer el

camí.

Utilitza un canvi de marxes per obtenir una i=relació de transmissió que permeti

mecanitzar amb diferents mòduls.

Acostumen a portar un fusell pneumàtic de baix pes i poca inèrcia, totalment governat

pel mascle?. És una màquina lleugera i molt ràpida.

2- Màquina de roscar horitzontal (Fig. 9)

La màquina típica pel roscat exterior (Cargol).

Té una estructura molt semblant al torn. El capçal, que conté els coixinets de roscar

(fileres), té el moviment de gir. Mentre que l’avanç el porta l’espàrrec o peça. En ser

coixinets de roscar mecànics, en acabar el roscat es poden obrir per a una extracció

ràpida.

També serveix per a realitzar roscats interiors (femelles).

3- Fresadores per roscar (Fig. 10-13)

Per a peces a roscar de gran diàmetre, s’usa la fresadora però amb un tipus de fresa

especial, que té perfil de rosca. (Es podria trobar una semblança amb el cargol fresa).

La fresa té el perfil de rosca que es vol obtenir, però amb els filets amb anells cilíndric,

no en hèlix.

Per aconseguir la generació de la rosca s’ha de combinar adequadament les diferents

velocitat. Per passos i simplificadament es podria descriure com:

1- Aproximació fresa a la peça fins a la profunditat de filet

-50-

2- Mentre hi ha un moviment de rotació tant de la fresa com de la peça (Vc), la

fresa es desplaça al llarg de la peça (avanç). L’avanç longitud per volta és

igual al pas.

Pot realitzar tant roscat exterior, cargols, (Fig.10) com interior, femelles. (Fig.13).

4- Laminat de rosques amb plaques i rodets

Mètode molt extès actualment per a la fabricació de cargols, per ser ràpid i barat. Per

exemple, és el mètode utilitzar a DYTSA.

No és un procediment d’arranc de ferritja, sinó que és un laminat amb fred. Tant sols hi

ha un desplaçament de material, ja que el diàmetre de l’espàrrec inicial és igual al

diàmetre mig de la rosca.

Avantatges:

1- No s’arrenquen fibres. No hi ha acritud, i s’augmenta la resistència a tracció del

cargol final. Bones propietats mecàniques.

2- No hi ha pèrdua de material (No hi ha ferritja)

3- Gran productivitat és molt ràpid.

4- Baixa el cost de les eines per peça produïda. Cost inicial gran, però duració de

les eines molt i molt més gran.

Inconvenient:

Si es fa roscat amb plaques planes (Fig.15), és un moviment alternatiu. El problema es

soluciona utilitzant els rodets (Fig.16), que llavors el moviment és de gir.

Hi ha dos maneres de fer el laminat/roscat:

1- Laminat simultani en tota la superfície. La formació de la rosca comença

simultàniament en dos punts diametralment oposats de cada un dels filets. És a

dir, es treballa directament tota la llargada del cargol.

2- Laminat progressiu. Per a longituds llargues. Comença per un extrem i acaba a

l’altre.

-51-

10- MANDRINAT

Aquest tema no va ser explicar a classe. Per tant, es farà un resum molt breu utilitzant

tant sols la informació del llibre de la UPC.

El mandrinat té l’objectiu d’engrandir un forat fins a deixar-lo en el seu diàmetre exacte,

amb la tolerància demanada.

El mandrinat realitzat amb la màquina mandrinadora horitzontal té una semblança amb

el tornejat. La diferència és que en el mandrinat:

- Eina: Velocitat de gir. (Vc) ( En alguna ocasió pot tenir l’avanç)

- Peça: Avanç

El mandrinat també es pot realitzar amb el torn, però és preferible usar la màquina

mandrinadora per a elements de gran volum. Les mandrinadores acostumen a ser molt

grans.

1- Tipus de mandrinadores 1- Mandrinadores horitzontals (Fig. 1)

Permet realitzar tant un cilindrat interior, com un refrentat (Planejant superfícies

perpendiculars a l’eix principal) o com un roscat d’interiors

2- Mandrinadores d’eix vertical (Fig. 2)

Serveixen tant per a taladrat, fresar i mandrinar. S’usen per a aconseguir una bona

tolerància i precisió quan s’han de realitzar vàries operacions diferents en un peça de

gran volum.

3- Mandrinadora universal

-52-

2- Broques-Mandrí/Avellanadors/Escairadors Per a peces petites no s’usa una mandrinadora. Enlloc seu s’usen les següents eines per

a engrandir forats ja realitzats. Aquests eines tenen un mànec cònic per poder acoblar a

màquines taladradores. Així, que el seu funcionament és molt semblant al de una broca,

tenint tant la velocitat de gir, com l’avanç.

1- Broques-Mandríns (Fig. 5)

Pot ser un broca-mandrí amb mànec cònic o una broca-mandrí amb mànec buit. Té unes

característiques semblant a la broca, per exemple només treballa la punta, però amb la

diferència que pot tenir 3 o 4 arestes de tall.

S’utilitza per a engrandir forats previs, millorant el centratge, la mesura, la forma i

l’acabat.

En la Figura 5 podem veure diferents operacions o formes que es poden realitzar amb

aquestes eines. El llibre classificar les eines que realitzen formes diferents com a

avellanadors.

2- Mandrins/Escairadors

S’usen per aconseguir forats de altíssima precisió. El procés usat és el següent:

1- Foradat amb broca helicoïdal normal

2- Engrandiment usant una broca-mandrí

3- Engrandiment d’uns poques dècimes de mil·límetre amb un Escairador/Mandrí

-53-

11- BROTXAT

Definició llibre: Operació on s’arranca ferritja, lineal i progressivament amb una sola

eina de molt fils. Normalment per superfícies interiors.

Operació on l’eina dur tant la velocitat de tall com l’avanç. Però el moviment és lineal.

Seria com un taladrat però amb un desplaçament lineal de l’eina.

A brotxa té una gran quantitat de fils/arestes de tall cada un dels qual és una mica més

alt que l’anterior. Així cada eina arrenca un mica de material, fins a aconseguir

engrandir el forat. L’operació es completa amb una sola passada de la brotxa.

El cicle d’una dent en concret es podria definir com: No tallo__ Tallo___No talloooo.

Perquè quedi clar, especifiquem altre cop. El moviment ve determinat per:

- La velocitat de tall és el desplaçament la brotxa.

- L’avanç és la diferència d’altura entre dues dents consecutives.

La velocitat de tall es moderada o baixa, ja que com veurem més endavant el temps de

tall efectiu és una petita part de tot el procés de mecanitzat, i no resultaria una gran

millora. En canvi, si que reduiria sensiblement la vida de l’eina.

La brotxa pot realitzar diferents seccions, tot i que l’aplicació típica es la xaveta. (Fig. 3)

En totes les seccions que es poden aconseguir l’eina comença essent un cercle, i acaba

essent un quadrat, hexàgon...

Les dimensions de la brotxa poden ser entre cm a més de dos metres (Fig. 2)

1- Màquines de brotxar 1- Màquina de Brotxar Horitzontal (Fig. 8)

La força utilitzada és hidràulica.

Les brotxes poden ser d’exteriors i interiors. Aquí tant sols s’estudiaran les interiors.

Com es pot veure a la Figura 8, en el brotxat d’interiors la brotxa és moguda tirant

d’ella per la part davantera. Per tant, treballa a tracció, evitant el risc de pandeig. Per

-54-

l’extrem posterior, està subjectat amb un patí que es mou amb l’eina. Inicialment la

brotxa es troba en la posició més allunyada del capçal tractor, amb el patí a la seva

posició inicial. La peça es troba entre el capçal tractor i la brotxa.

Durant el procés la peça queda immòbil perfectament subjectada.

Un cop completat el brotxat, la brotxa no es pot tirar endarrere per no destalonar les

dents i tampoc es pot tirar endavant, perquè hi ha l’extrem posterior. Per tant, s’ha de:

1- Descollar el capçal tractor

2- Treure la peça

3- Tornar a posar el capçal i tirar endarrere el patí fins a la posició inicial

Com es pot comprovar és un procés molt lent, on la majoria de temps és improductiu

(preparació?). Per això, i perquè la distància recorreguda és molt petita, no interessa

una gran velocitat de tall. Per la mateixa raó, no és necessari utilitzar una eina molt bona

que aguanti una gran Vc, com per exemple una eina de Widia. Per això s’acostuma a

utilitzant una eina tova, d’acer al carboni.

Les dimensions de la màquina de brotxar pota arribar a ser 3 vegades més gran que la

brotxa. Com hem comentat la brotxa pot mesurar fins a 2 metres. Per tant, es necessiten

unes màquina de dimensions enormes. Per això s’han començat a usar màquina de

brotxar verticals.

2- Màquina de brotxar Vertical

Per una millorar utilització de l’espai. Llavors té una gran altura, per això es pot

col·locar la màquina dins un fossar per sota el nivell del terra. Així també s’aconsegueix

que la taula de treball quedi a un altura adequada pel treball de l’operari.

2- Forma de la brotxa A la Figura 10 hi ha un esquema en detall de la brotxa.

Es poden descriure les següents parts:

1- Els extrems, de major diàmetre, per poder ser agafat per les mordasses

a. Extrem de davant, és l’extrem de tracció.

b. Extrem de darrera, és l’extrem conduït.

2- Guia davantera. Part cilíndrica que serveix de guia dins el forat.

-55-

3- Dents tallants o de treball. Hi ha dues classes els inicials, de desbast, i els

intermedis. En un dent i el següent s’incrementa progressivament el diàmetre.

4- Dents d’acabat. Les últimes quatre dents són d’igual magnitud per a fer un

acabat superficial bo.

Si s’estudia en detall una sola dent és important destacar que:

- P. És el pas o distància entre les dents. No interessa que sigui massa gran perquè

així sempre hi haurà més d’una dent (4 ó 5) en contacte amb la peça,

aconseguint un autocentratge.

LP 75,1= L=Longitud a brotxar.

- Vida de la broca. Es deixa una part inicial amb un angle d’incidència 0º, de

dècimes de mm. Així en afilar no perdem diàmetre de la dent, marca la vida de

la broca comptant els nombre d’afilats.

L’angle de la part superfície amb l’horitzontal és l’angle d’incidència.

- La Gola, és la zona de depositació de la ferritja.

- L’angle entre la part superior de la gola (en arribar al fil de tall) i l’eix vertical és

l’angle de despreniment.

-56-

12- MECANITZAT PER ABRASIÓ

Definició: Grups d’operacions que arrenquen ferritja extraordinàriament petita per

aconseguir un acabat perfecte. Segons la operació en concret l’objectiu és diferent. El

rectificat és l’operació de mecanitzat per abrasió més utilitzada.

En aquest grups d’operació no hi ha una definició clara de què és i qui executa la Vc i

l’avanç. Tot i així, en el cas de la mola la Vc es pot descriure com la velocitat

tangencial de la mola. Normalment la Vc són altíssimes: Entre 10.000-12.000

rev/minut. Existeixen els rectificats d’alt rendiment que arriben a 100.000 rev/min.

En quasi tots els casos, l’eina és la mola, la qual té mils d’arestes de tall que treballen

simultàniament. És a dir, està composta per mils de cristalls molt petits i durs, poden

considerar que cada cristall és una aresta de tall. Les parts són:

- Part activa: Abrasius. Arranquen la ferritja

- Part auxiliar: Aglomerats. Donen la forma geomètrica i la resistència a la

mola, alhora que mantenen subjectes els abrasius

1- Tipus de mecanitzat per abrasió 1- Desbarbat: Operació d’arrencament de rebabes. La principal utilitat és per

arrencar rebabes a peces conformades per forja o fundició.

2- Afilat: Operació d’afilat de les eines de tall. Per obtenir els angles adequats de

les arestes de tall.

3- Polit: Operació per aconseguir una superfície final de gran qualitat amb una

rugositat superficial molt baixa. A primer cop d’ull una superfícies és així quan

ens podem veure reflectits en ella.

4- Rectificat: Operació per a realitzar un afinament dimensional: ajustar la peça

dins les toleràncies. Molts cops com a conseqüència del rectificat també es

produeix un polit, però no és obligatori que així sigui.

-57-

2- Codificació de les moles La mola té una codificació estàndard que permet descriure les seves característiques, a

partir de 5 propietats:

Lletra1/Num1 // Lletra2/Num2/Lletra3

Exemple: C 64 M 12 V

Els primers dos termes descriuen l’abrasiu i els tres últims l’aglomerat.

- Abrasiu:

o Lletra 1: Material. Pot ser:

§ Natural

§ Sintètic: Té més puresa i homogeneïtat. Un dels tipus és la pols

de diamant, que en sé molt cara només es col·loca a la zona de

treball.

o Número 1: Mida del gra. Pot ser molt bast, bast, normal,....

La mida de gra determina l’espessor de la ferritja arrencada. Un gra més

fi aconseguirà una superfície més fina, amb un millor acabat.

El número es troba entre 1 i 1000. Representa el nº de malles per polsada

quadrada que tenia el sedàs usat per obtenir el gra. (1”)2 = 64 fils.

1-240 → Procés mecànic

240-1000→ Procés químic per decantació

- Aglomerant:

o Lletra 2: Grau de duresa. Molt Dura, Dura, Normal... És la capacitat

que té una mola per desfer-se durant el treball i amb ella desprendre

també el gra. Quan més tova és una mola més fàcilment es desfà.

És un procés d’autoafilat.

Per a mecanitzar un material molt dur, la mola ha de ser tova. Així de

seguida es desprèn dels grans i apareixen de nous. Ja que els grans es

desgasten ràpidament.

Per a mecanitzar un material tou, la mola ha de ser dura.

o Número 2: Estructura. Densitat de la mola = Quantitat Abrasiu/Unitat de volum.

§ Oberta. Densitat baixa. Grans molt separats.

S’usa per a desbastos combinat amb mida de gra gran.

§ Tancada. Densitat alta. Gran quantitat abrasiu/unitat de volum.

-58-

S’usa per a acabats combinat amb mida de gra petit.

§ Normal

o Lletra 3: Material aglomerant

La combinació mola oberta i mida de gra gran, pot provocar que fàcilment la ferritja

quedi enganxada en els espais entre els grans. Llavors la mola queda embotida.?

3- Característiques de les moles (Fig. 3) La mola té un cos de revolució perquè no hi hagi concentració de tensions. Pot tenir

diverses formes segons l’operació que es vulgui realitzar.

Moles estan emmordassades a l’eix mandrí, que li transmet el moment torsor. La

subjecció amb l’eix mandrí s’efectua amb un cargol a esquerres, contrari al sentit de

rotació de la mola. Així s’utilitza el moviment del motor per autoapretar el cargol i fer

un emmordassament més segur.

Porten un contrapès per equilibrar-se, i centrar la inèrcia. Tot i així, les moles poden

venir autoequilibrades de fàbrica, és a dir, es rectifiquen per tenir un equilibri perfecte

un cop ja muntades amb el seu mànec.

S’ha de comprovar l’estat de les moles abans d’usar-les, perquè hi ha un gran perill

d’explosió, a causa de la gran velocitat de rotació.

4- Màquines de rectificar La classificació de les màquines segons la superfície a rectificar.

1- Superfícies planes

Per rectificar plans. Per la seva disposició poden recordar una fresadora.

Segons disposició fusell principal poden ser:

- Horitzontals o Tangencials (Fig. 4a). Treball per la cara cilíndrica de la mola.

- Verticals (Fig. 4c). Treball per la cara plana de la mola. Per evitar el pandeig. És

el més usat.

-59-

Les passades acostumen a ser molt petites, de l’ordre de 0,01mm. Ja que l’objectiu del

rectificat no és arrencar material, sinó aconseguir un acabat dins les toleràncies.

El moviment relatiu entre la mola i la peça pot ser a contramarxa o a favor de la marxa.

Essent el primer cas el que dóna millors resultats. S’acostuma a passar dos cops per la

superfície, realitzant un avanç i un retorn pel mateix camí.

Les passades d’espurneig, consisteixen en repassar els zones ja rectificades sense aporta

pressió. Serveix per acabar d’assegurar el correcte acabat

2- Superfícies cilíndriques

Hi ha dos tipus de subjeccions:

- Entre punts (Fig. 6) . Tant per rectificats exteriors com interiors.

Poden rectificar peces còniques, donant un gir a la taula. (Fig. 8)

La Vc és tangencial a la mola. L’avanç està format per dos moviment simultanis:

el moviment de gir de la peça al voltant del seu eix i una avanç longitudinal de

l’eina.

- Rectificat sense centres o a l’aire: (Fig. 10). Usos:

o Sèries llargues de peces petites. Gran reducció del temps de preparació

o Peces esveltes. Amb subjecció per punts es poden corbar per la pressió

de la mola

o Peces de revolució però no cilíndriques. Llavors la mola de tall ha de

tenir el contorn de la peça.

Aquest sistema no requereix fixació axial entre punts.

És un treball més senzill, però amb menor precisió.

La peça es troba entre dues moles. Una aporta Vc, mentre que la segona serveix

de recolzament o arrossegament.

Hi ha una mola d’empenta que mou la peça i la desplaça per fer el moviment

d’avanç. Tenim menys precisió.

3- Altres: Màquines de rectificar per a una aplicació en concret

-60-

5- Acabadores

Les acabadores eliminen irregularitats de la superfície de l’ordre de poques micres. No

realitzen cap canvi geomètric. S’aconsegueix un acabat millor que el que proporciona

un rectificat.

1- Lapejadora (Fig. 11)

Elimina una capa de baixes propietats mecàniques que es forma en mecanitzar una peça.

Alhora millora la qualitat de la superfície, reduint la rugositat. Pot ser per a peces

cilíndrica o no. Per peces cilíndriques es mou linealment sobre la peça mentre aquesta

gira respecte el seu eix. La peça es mou lliure, ja que la lapejadora no exerceix una gran

pressió, perquè tant sols es vol realitzar un acabat.

2- Brunyidores (Fig. 12)

A les figures es realitza la distinció entre brunyidores i lapejadores, perquè les

brunyidores serveixen per fer l’acabat de càmeres cilíndriques. Tret d’això, els

principis generals entre ambdós són semblant.

Tot i això, a classe s’ha explicat que brunyir no és un procés d’arranc de ferritja. El que

es realitza és una deformació, per compressió, pressionant la superfície perquè s’aplani i

s’aconsegueixi un millor acabat. En el llibre no es fa distinció entre lapejadores i

brunyidores.

3- Polidores

Operació d’abrillantar una superfície metàl·lica per mitjà d’abrasius muntats sobre

suports tous.

- Disc per polir (Fig. 14): Disc de tela impregnats amb substàncies abrasives

- Polidores de banda abrasives. (Fig. 15)