Fabricació Per Arrencament de Ferritja
53
UNITAT FORMATIVA 1: FABRICACIÓ PER ARRENCAMENT DE FERRITJA
description
Fabricació Per Arrencament de Ferritja, torn,fressadora, etc
Transcript of Fabricació Per Arrencament de Ferritja
UNITAT FORMATIVA 1:
FABRICACIÓ PER
ARRENCAMENT DE
FERRITJA
Fabricació per Arrencament de Ferritja
2
Índex
Torn ......................................................................................................................................... 5
El Torn Paral·lel.................................................................................................................... 6
Moviments de treball en l'operació de tornejat ....................................................................... 6
Estructura del torn paral·lel ................................................................................................... 7
Elements components ........................................................................................................ 7
Cadena cinemàtica ............................................................................................................ 9
Torn Copiador ..................................................................................................................... 11
Torn revòlver ...................................................................................................................... 11
Torn automàtic .................................................................................................................... 12
Torn Vertical....................................................................................................................... 13
Torn CNC ........................................................................................................................... 13
Funcionament.................................................................................................................. 14
Arquitectura general d'un torn CNC ................................................................................. 14
Motor i capçal principal................................................................................................... 14
Portaeines ....................................................................................................................... 16
Estructura del torn ............................................................................................................... 17
Equip auxiliar ..................................................................................................................... 17
Eines de tornejat.................................................................................................................. 18
Característiques de les plaquetes de metall dur................................................................. 19
Codi de formats de les plaquetes de metall dur................................................................. 20
Operacions de tornejat ......................................................................................................... 22
Cilindrat .......................................................................................................................... 22
Refrentat ......................................................................................................................... 22
Ranuratge ........................................................................................................................ 23
Rosques .............................................................................................................................. 23
Rosques UNC i UNF: ...................................................................................................... 23
Rosca Mètrica: ................................................................................................................ 24
Roscat en el torn .............................................................................................................. 24
Roscat entorn paral·lel ..................................................................................................... 25
Moletejat............................................................................................................................ 26
Aixamfranat ...................................................................................................................... 26
Mecanització d'excèntriques ............................................................................................. 26
Fabricació per Arrencament de Ferritja
3
Mecanització d'espirals ..................................................................................................... 27
Trepat ................................................................................................................................ 27
Formació de viruta ............................................................................................................ 27
Mecanitzat en sec i amb refrigerant ................................................................................. 28
Fresadores ............................................................................................................................. 29
Control numèric per computadora en fresadores .................................................................. 30
Camp d'aplicació del control numèric .............................................................................. 30
Tipus de fresadores ............................................................................................................. 31
Fresadores segons l'orientació de l'eina ............................................................................ 31
Fresadora vertical ............................................................................................................ 31
Fresadores especials ........................................................................................................ 32
Fresadores segons el nombre d'eixos................................................................................ 33
Moviments de l'eina ............................................................................................................ 33
Moviments de la taula ......................................................................................................... 33
Moviment relatiu entre peça i eina ....................................................................................... 34
Estructura, components i característiques ............................................................................ 34
Estructura d'una fresadora ............................................................................................... 34
Característiques tècniques d'una fresadora ....................................................................... 35
Accessoris principals ....................................................................................................... 36
Subjecció d'eines ................................................................................................................. 36
Capçal vertical universal ................................................................................................. 37
Subjecció de peces .......................................................................................................... 37
Mecanisme divisor .............................................................................................................. 38
Eines ................................................................................................................................... 40
Operacions de fresat ............................................................................................................ 42
Serres ..................................................................................................................................... 45
Brotxat................................................................................................................................... 45
Brotxadores Horitzontals (de tracció o de tall continuo) ....................................................... 45
Brotxadores Verticals .......................................................................................................... 46
Brotxadores Verticals Para Superficies ................................................................................ 46
Brotxadores Contínues Per Superficies ................................................................................ 46
Rectificadora ......................................................................................................................... 46
Con Morse ............................................................................................................................. 48
Mesures .............................................................................................................................. 48
Intruments de Mesura .......................................................................................................... 49
Instruments de Comparació ................................................................................................. 49
Fabricació per Arrencament de Ferritja
4
Llimadora .............................................................................................................................. 50
Tipos de llimadores: ............................................................................................................ 50
Electroerosió ......................................................................................................................... 50
Procés d'electroerosió amb elèctrode de forma ..................................................................... 51
Màquines d'electroerosió amb fil ..................................................................................... 51
Bibliografia............................................................................................................................ 53
Fabricació per Arrencament de Ferritja
5
Torn S'anomena torn a un conjunt de màquines eina que permeten mecanitzar peces de forma
geomètrica de revolució. Aquestes màquines-eina operen fent girar la peça a mecanitzar) mentre
una o diverses eines de tall són empeses en un moviment regulat d'avanç contra la superfície de
la peça, tallant la ferritja d'acord amb les condicions tecnològiques de mecanitzat adequades.
Des de el inici de la Revolució industrial, el torn s'ha convertit en una màquina bàsica en el
procés industrial de mecanitzat.
El torn és una màquina que treballa en
el pla perquè solament té dos eixos de
treball, normalment denominats Z i X.
L'eina de tall va muntada sobre un carro
que es desplaça sobre unes guies o
guies paral·leles a l'eix de gir de la peça
que es torneja, anomenat eix Z; sobre
aquest carro hi ha un altre que es mou
segons l'eix X, en adreça radial a la
peça que es torneja, i pot haver-hi un
tercer carro anomenat “charriot” que es pot inclinar, per fer cons, i on es recolza la
torreta portaeines. Quan el carro principal desplaça l'eina al llarg de l'eix de rotació,
produeix el cilindrat de la peça, i quan el carro transversal es desplaça de forma
perpendicular a l'eix de simetria de la peça es realitza l'operació denominada refrentat.
Els torns copiadors, automàtics i de Control Numèric porten sistemes que permeten
treballar als dos carros de forma simultània, aconseguint cilindrats cònics i esfèrics. Els
torns paral·lels porten muntat un tercer carro, d'accionament manual i giratori, anomenat
“charriot”, muntat sobre el carro transversal. Amb el “charriot” inclinat als graus
necessaris és possible mecanitzar cons. Damunt del “charriot” va fixada la torreta
portaeines.
Hi ha diversos tipus de torns: els paral·lels, que són els convencionals, els de control
numèric, que estan controlats per un sistema electrònic programable, els de lleves, en
què el control es realitza mitjançant unes lleves, aquests també són anomenats de
decolletatge, els torns revòlver, que posseeixen una torreta que gira, el revòlver, en la
qual se situen els diferents estris de treball.
Actualment s'utilitzen en les indústries de mecanitzats els següents tipus de torns que
depenen de la quantitat de peces a mecanitzar per sèrie, de la complexitat de les peces i
de l'envergadura de les peces.
Fabricació per Arrencament de Ferritja
6
El Torn Paral·lel
El torn paral.lel o mecànic és el tipus de torn que va evolucionar partint dels torns antics quan se
li van anar incorporant nous equipaments que van aconseguir convertir-lo en una de les
màquines eina més important que han existit. Però, en l'actualitat aquest tipus de torn està
quedant relegat a realitzar tasques poc importants, a utilitzar en els tallers d'aprenents i en els
tallers de manteniment per realitzar treballs puntuals o especials.
Per a la fabricació en sèrie i de precisió
han estat substituïts per torns copiadors,
revòlver, automàtics i de CNC. Per
gestionar bé aquests torns es requereix
la perícia de professionals molt ben
qualificats, ja que el maneig manual
dels seus carros pot ocasionar errors
sovint en la geometria de les peces
tornejades.
Moviments de treball en l'operació de tornejat
Moviment de tall: en general s'imparteix a la peça que gira rotacionalment
sobre el seu eix principal. Aquest moviment ho imprimeix un motor elèctric que
transmet el seu gir a la eix principal mitjançant un sistema de corrioles o
engranatges. l’eix principal té acoblat al seu extrem diferents sistemes de
subjecció (plats d'arpes, pinces, mandrils auxiliars o uns altres), els quals
subjecten la peça a mecanitzar. Els torns tradicionals tenen una gamma fixa de
velocitats de gir, no obstant això els torns moderns de Control Numèric la
velocitat de gir del capçal és variable i programable i s'adapta a les condicions
òptimes que el mecanitzat permet.
Moviment d'avanç: és a causa del moviment de l'eina de tall en l'adreça de l'eix
de la peça que s'està treballant. En combinació amb el gir impartit a la pesa,
determina l'espai recorregut per l'eina per cada volta que dóna la peça. Aquest
moviment també pot no ser paral·lel a l'eix, produint-se així cons. En aquest cas
es gira el carro de sota el transversal ajustant
en una escala graduada l'angle requerit, que
serà la meitat de la conicitat desitjada. Els
torns convencionals té una gamma fixa
d'avanços, mentre que els trons de Control
Numèric els avanços són programables
d'acord a les condicions òptimes de mecanitzat
i els desplaçaments en buit es realitzen a gran
velocitat. Aprenen en un torn paral·lel.
Fabricació per Arrencament de Ferritja
7
Profunditat de passada: moviment de l'eina de tall que determina la profunditat
de material arrencat en cada passada. La quantitat de material factible de ser
arrencada depèn del perfil de l'útil de tall usat, el tipus de material mecanitzat, la
velocitat de tall, etc.
Nònius dels carros: per regular el treball tornejat els carros del torn porten
incorporat uns nònius en forma de tambor graduat, on cada divisió indica el
desplaçament que té el carro, ja sigui el longitudinal, el transversal o el
“charriot”. La mesura es va conformant de forma manual per l'operador de la
màquina pel que es requereix que sigui una persona molt experta qui ho
manipuli si es tracta d'aconseguir dimensions amb toleràncies molt estretes. Els
torns de control numèric ja no porten nònius sinó que les dimensions de la peça
s'introdueixen al programa i aquestes s'aconsegueixen automàticament.
Estructura del torn paral·lel
En el torn paral·lel, com en totes les maquines eina, podem diferenciar dues parts
fonamentals:
Els elements components: Que agrupa els principals elements que
constitueixen la maquina.
La cadena cinemàtica. que transmet el moviment a la peça i la fulla.
Elements components
El torn té quatre components principals:
Bancada: serveix de suport per a les altres unitats del torn. En la seva part
superior porta unes guies per les quals es desplaça el capçal mòbil o contrapunt i
el carro principal.
capçal fix: conté els engranatges o corrioles que impulsen la peça de treball i les
unitats d'avanç. Inclou el motor, l’eix, el selector de velocitat, el selector
d'unitat d'avanç i el selector de sentit d'avanç. A més serveix per a suport i
rotació de la peça de treball que es recolza en l’eix.
Capçal mòbil: el contrapunt pot moure's i fixar-se en diverses posicions al llarg.
La funció primària és servir de suport a la vora externa de la peça de treball.
El capçal mòbil o “contracabezal” (veure figura) aquesta recolzat sobre les guies
de la bancada i es pot desplaçar manualment al llarg d'elles segons la longitud de
la peça a mecanitzar, portat al punt desitjat es bloqueja la seva posició amb la
palanca (T6).
Fabricació per Arrencament de Ferritja
8
Mitjançant el volant (T1) es pot
avançar o retrocedir el contrapunt
(T5) sobre el cos del “contracabezal”
(T3), aquest desplaçament es pot
bloquejar impedint que retrocedeixi
amb la palanca (T2).
En aquest “contracabezal” la base
(T4) i el cos (T3) són peces diferents
fixades una a una altra mitjançant
cargols, que poden ser afluixats i permetre un cert desplaçament transversal del
cos respecte a la seva base, aquesta operació es pot fer per mecanitzar cons de
petit angle d'inclinació.
Carros portaeines: que són tres:
1. Carro principal, que produeix els moviments d'avanç en el sentit longitudinal de
les guies del torn i profunditat de passada en refrentat.
2. Carro transversal, que es llisca transversalment sobre el carro principal, avançant
en l'operació de refrentat, i determina la profunditat de passada en cilindrat.
3. Carro orientable o superior, la seva base està recolzada sobre una plataforma
giratòria orientable segons una escala de graus sexagesimals, s'empra per al
mecanitzat de cons, o en operacions especials com algunes formes de roscat.
El portaeines: la seva base està recolzada sobre una plataforma giratòria per
orientar-ho en qualsevol adreça.
En la imatge es pot veure detalladament el
carro d'un torn paral·lel, el carro principal
(4) aquesta recolzat sobre les guies de la
bancada i es mou longitudinalment per elles,
En la part davantera aquesta el quadre de
mecanismes (5) el volant (5a) permet
desplaçar-ho manualment a dreta o esquerra,
l'embragament de roscar (5b) té dues
posicions desembragat o embragat en aquesta posició al carro es mou
longitudinalment a velocitat constant per l’eix de roscar. L'embragament de
cilindrar (5c) té tres posicions cilindrar, desembragat i refrentat, la velocitat
d'avanç vindrà fixada per de cilindrar. En aquest panell de comandaments es pot
connectar un o un altre automàtic, però no es pot modificar ni la velocitat
d'avanç ni el sentit del moviment que haurà de fixar-se en la caixa d'avanços i
transmès al carro mitjançant l’eix de roscar o de cilindrar segons correspongui.
Fabricació per Arrencament de Ferritja
9
El carro transversal (3) aquesta muntat i ajustat en cua d'oreneta sobre el carro
longitudinal i es pot desplaçar transversalment, de forma manual amb la
manovella (3b) o en automàtic refrentat.
Sobre el carro transversal aquesta el carro orientable (2) aquest carro es pot girar
sobre si mateix un angle qualssevol marcat en l'escala (2b), mitjançant la
manovella (2a) aquest carro es pot avançar o retrocedir.
Sobre el carro orientable, aquesta la torreta portaeines (1) on es munta la fulla
Cadena cinemàtica
La cadena cinemàtica genera, transmet i regula els moviments dels elements del torn,
segons les operacions a realitzar.
Motor: normalment elèctric, que
genera el moviment i esforç de
mecanitzat.
Caixa de velocitats: amb la qual es
determina la velocitat i el sentit de
gir de l'eix del torn (H4), partint de
l'eix del motor que gira a velocitat
constant.
En la imatge es pot veure el capçal
d'un torn, l'eix principal sobre el qual
aquesta muntat el plat (H4), les
palanques de la caixa de velocitats i
inversor de gir (H2) (H3) i (H5).
Caixa d'avanços: amb la qual s'estableixen les diferents velocitats d'avanç dels
carros, partint del moviment de l'eix del torn. Recordi's que els avanços en el
torn són en mil·límetres d'avanç per revolució del plat del torn.
En la imatge es pot veure en la part posterior (H10), la caixa de la lira, que
connecta la part posterior de l'eix del torn amb la caixa d'avanços (H6), la lira
que no es veu en la imatge, determina la relació de transmissió entre l'eix
principal i la caixa d'avanços mitjançant engranatges desmuntables.
Eixos d'avanços: que transmeten el moviment d'avanç de la caixa d'avanços al
carro principal, solen ser dos:
Fabricació per Arrencament de Ferritja
10
Eix de cilindrar (H8), ranurat per transmetre un moviment rotatiu als
mecanismes del carro principal, aquest moviment s'empra tant per al
desplaçament longitudinal del carro principal, com per al transversal del carro
transversal.
Eix de roscar (H7), roscat en tota la longitud que pot estar en contacte amb el
carro, l'embragament de roscar és una rosca partida que abraça aquest eix quan
està embragat, els avanços amb aquest eix són més ràpids que amb el de
cilindrar, i s'empra com el seu nom indica en les operacions de roscat.
En la imatge es pot veure un tercer eix (H9) amb una palanca d'empunyadura
vermella al costat de la caixa d'avanços, aquest tercer eix no existeix en tots els
models de torn i permet, mitjançant un commutador, posar el motor elèctric en
marxa o invertir el seu sentit de gir, altra o altres dues palanques similars estan
en el carro principal, a un o un altre costat, que permeten girar aquest eix
col·locant en les tres posicions giro a dreta, aturat o esquerra. En els models de
torn que no disposen d'aquest tercer eix, l'engegada es fa mitjançant polsadors
elèctrics situats normalment en la part superior del capçal.
Fabricació per Arrencament de Ferritja
11
Torn Copiador
Es diu torn copiador a un tipus de torn que operant amb un dispositiu hidràulic i
electrònic permet el tornejat de peces d'acord a les
característiques de la mateixa seguint el perfil d'una
plantilla que reprodueix el perfil de la peça.
Aquest tipus de torns s'utilitza per al tornejat
d'aquelles peces que tenen diferents graons de
diàmetres, que han estat prèviament forjades o foses i
que tenen poc material excedent. També són molt
utilitzats aquests torns en el treball de la fusta i del
marbre artístic per donar forma a les columnes
embellecedoras. La preparació per al mecanitzat en
un torn copiador és molt senzilla i ràpida i per això aquestes màquines són molt útils per
mecanitzar lots o sèries de peces que no siguin molt grans.
Les condicions tecnològiques del mecanitzat són comuns a les dels altres torns,
solament cal preveure una eina que permeti una bona evacuació de la ferritja i un
sistema de lubricació i refrigeració eficaç del tall de tall de les eines mitjançant
abundant oli de tall o taladrina.
Torn revòlver
El torn revòlver és una varietat de torn dissenyat
per mecanitzar peces sobre les quals sigui possible
el treball simultani de diverses eines amb la
finalitat de disminuir el temps total de mecanitzat.
Les peces que presenten aquesta condició són
aquelles que, partint de barres, tenen una forma
final de recorregut o similar. Una vegada que la
barra queda bé subjecta mitjançant pinces o amb un
plat d'arpes, es va trepant, mandrinat, roscat o
escairat la part interior mecanitzada i alhora es pot anar cilindrat, refrentat, ranurat,
roscat i tallant amb eines de tornejat exterior.
La característica principal del torno revòlver és que porta un carro amb una torreta
giratòria de forma hexagonal que ataca frontalment a la peça que es vol mecanitzar. En
la torreta s'insereixen les diferents eines que realitzen el mecanitzat de la peça.
Cadascuna d'aquestes eines està controlada amb un topall de final de carrera. També
disposa d'un carro transversal, on es col·loquen les eines de segar, perfilar, rasurar, etc.
També es poden mecanitzar peces de forma individual, fixant-les a un plat d'arpes
d'accionament hidràulic.
Fabricació per Arrencament de Ferritja
12
Torn automàtic
Es diu torn automàtic a un tipus de torn on està automatitzat tot el seu procés de
treball, fins i tot l'alimentació de la peça que es pot anar obtenint d'una barra llarga que
s'insereix per un forat que té el capçal i se subjecta mitjançant pinces d'estrenyi
hidràulic. L'alimentació de la barra necessària per a cada peça es fa de forma
automàtica.
Aquests torns poden ser d'un sol eix o de diversos eixos:
Els de una sola “husillo” s'empren bàsicament per al
mecanitzat de peces petites que requereixin grans
sèries de producció. Quan es tracta de mecanitzar
peces de dimensions majors s'utilitzen els torns
automàtics “multihusillos” on de forma programada
en cada eix es va realitzant una part del mecanitzat de
la peça, i com van canviant de posició les clavegueres,
resulta el mecanitzat final de la peça molt curt, perquè
totes les clavegueres estan mecanitzant la mateixa
peça de forma simultània.
La posada a punt d'aquests torns és molt laboriosa, i
per això s'utilitzen per a grans sèries de producció, el
moviment de totes les eines està automatitzat per un
sistema d'excèntriques que regulen el cicle i topalls de
final de carrera.
El mecanitzat de les peces és a l'aire, perquè aquestes màquines manquen de contrapunt.
Un tipus de torn automàtic és el conegut com a tipus suís, que són capaços de
mecanitzar peces molt petites amb toleràncies molt estretes.
L'atenció que requereixen aquests torns per part dels operaris, és substituir les eines
quan el tall de tall està deteriorat, controlar l'evacuació d'encenall així com la
refrigeració correcta del oli de tall o taladrina que s'utilitzi.
Les condicions tecnològiques del mecanitzat són les mateixes que les d'un torn normal.
Fabricació per Arrencament de Ferritja
13
Torn Vertical
El torn vertical és una varietat de torn dissenyat per mecanitzar peces de gran
grandària, que van subjectes al plat d'arpes o altres operadors i que per les seves
dimensions o pes farien difícil la seva fixació en un
torn horitzontal.
Els torns verticals tenen l'eix disposat verticalment i el
plat giratori sobre un plànol horitzontal, la qual cosa
facilita el muntatge de les peces voluminoses i
pesades. És doncs la grandària el que identifica a
aquestes màquines, permetent el mecanitzat integral de
peces de gran grandària.
En els torns verticals no es poden mecanitzar peces que vagin fixades entre punts perquè
manquen de contrapunt. Hem de tenir en compte que el contrapunt s'utilitza quan la
peça és allargada, ja que quan aquesta eina arrenca la ferritja exerceix una força que pot
fer que flexioni el material en aquesta zona i quedi inutilitzat. Atès que en aquesta
maquina es mecanitzen peces de gran grandària el seu únic punt de subjecció és el plat
sobre el qual va recolzat. La manipulació de les peces per fixar-les en el plat es fa
mitjançant grues de pont o polispasts.
Torn CNC
El torn de control numèric, també coneguts com a torn CNC és un tipus de màquina
eina de la família dels torns que actua guiat per una computadora que executa
programes controlats per mitjà de dades alfanumèrics tenint en compte els eixos
cartesians X,I,Z.
Es caracteritza per ser una màquina eina molt
eficaç para mecanitzar peces de revolució.
Ofereix una gran capacitat de producció i
precisió en el mecanitzat per la seva estructura
funcional i perquè els valors tecnològics del
mecanitzat estan guiats pel ordinador que porta
incorporat, el qual processa les ordres d'execució
contingudes en un programari que prèviament ha
confeccionat un programador coneixedor de la
tecnologia de mecanitzat entorn.
En un sentit ampli es pot dir que un torn CNC, pot fer tots els treballs que normalment
es realitzen mitjançant diferents tipus de torn com a paral·lels, copiadors, revòlver,
automàtics i fins i tot els verticals poden actuar amb control numèric. La seva
rendibilitat depèn del tipus de peça que es mecanitzi i de la quantitat de peces que
s'hagin de mecanitzar en una sèrie. Pel que és aconsellable realitzar un estudi econòmic
previ abans de decidir el tipus de torn on s'ha de mecanitzar una peça.
Fabricació per Arrencament de Ferritja
14
Des dels orígens del control numèric tots els esforços s'han encaminat a incrementar la
productivitat, precisió, rapidesa i flexibilitat de les màquines-eina. El seu ús ha permès
la mecanització de peces molt complexes, especialment en la indústria aeronàutica, que
difícilment s'haguessin pogut fabricar de forma manual.
Funcionament
En el seu funcionament els torns CNC tenen tres eixos de referència, anomenats X,Z,I:
L'eix Z és el que correspon al desplaçament longitudinal de l'eina en les
operacions de cilindrat.
L'eix X és el que realitza el moviment transversal de l'eina i correspon a les
operacions de refrendat, sent perpendicular a l'eix principal de la màquina.
Aquests són els dos eixos principals, però amb els CNC d'última tecnologia
comença a tenir molta més importància l'EIX I: eix que comanda l'altura de les
eines del CNC.
Aquests eixos tenen incorporada la funció d'interpolació, és a dir que puguin desplaçar-
se de forma simultània, podent aconseguir mecanitzats cònics i esfèrics d'acord a la
geometria que tinguin les peces.
Les eines van subjectes en un capçal en forma de tambor on poden anar allotjades de sis
a vint portaeines diferents les quals van girant d'acord amb el programa de mecanitzat.
Aquest sistema fa fàcil el mecanitzat integral de peces complexes.
La velocitat de gir de capçal porta peses, el avanç dels carros longitudinal i transversal i
les cotes d'execució de la peça estan programades, i, per tant, exemptes de humanes
imputables al operari de la màquina.
Donada la robustesa de les màquines, permeten treballar a velocitats de tall i avanç molt
superiors als torns convencionals i, per tant, requereix una gran qualitat de les eines que
utilitza solen ser de metall dur o de ceràmica.
Arquitectura general d'un torn CNC
Les característiques pròpies dels torns CNC respecte d'un torn normal universal són les
següents:
Motor i capçal principal
Aquest motor limita la potència real de la màquina i és el que provoca el moviment
giratori de les peces, normalment els torns actuals CNC equipen un motor de corrent
continu, que actua directament sobre l’eix amb una transmissió per corrioles
interposada entre la ubicació del motor i l’eix, sent innecessari cap tipus de transmissió
per engranatges.
Fabricació per Arrencament de Ferritja
15
Aquests motors de corrent continu proporcionen una varietat de velocitats de gir gairebé
infinita des de zero a un màxim determinat per les característiques del motor, que és
programable amb el programa d'execució de cada peça. Molts motors incorporen dues
gammes de velocitats un per a velocitats lentes i un altre per a velocitats ràpides, amb la
finalitat d'obtenir els parells d'esforç més favorables. l’eix porta en el seu extrem
l'adaptació per als corresponents plats d'arpa i un buit per poder treballar amb barra.
Les característiques del motor i de l’eix principal d'un torn CNC poden ser les següents:
Diàmetre forat de l’eix principal: 100 mm
Nas de l’eix principal: DIN 55027 Nº 8 / Camclock Nº 8
Con Morse Nº 2
Gamma de velocitats: 2
Velocitat variable de l’eix: I: 0-564 rpm II: 564-2000 rpm
Potencia motor: 15 kw
Per poder facilitar el desplaçament ràpid dels carros longitudinal i transversal,
les guies sobre les quals es llisquen són temperades i rectificades amb una
duresa de l'ordre de 450 HB. Aquestes guies tenen un sistema automatitzat de
greixatge permanent.
Les guies dels carros són de boles templades i rectificades assegurant una gran
precisió en els desplaçaments,
aquestes clavegueres funcionen
pel principi de recirculació de
boles, mitjançant el qual un
cargol sense fi té un
acoblament als respectius
carros. Quan el cargol sense fi
gira el carro es desplaça
longitudinalment a través de
les guies de la bancada.
Aquests cargols manquen de joc quan canvien de sentit de gir i amb prou feines
ofereixen resistència. Per evitar els danys d'una col·lisió del carro amb algun
obstacle incorporen un embragament que desacobla el conjunt i deté la força
d'avanç.
Cada carro té un motor independent que poden ser servomotors o motors
encoder que es caracteritzen per donar alta potència i alt parell a baixes
revolucions. Aquests motors funcionen com un motor convencional de Motor de
corrent altern, però amb un encoder connectat al mateix. L'encoder controla les
revolucions exactes que dóna el motor i frena en el punt exacte que marqui la
posició programada de la eina.
D'altra banda l'estructura de la bancada determina les dimensions màximes de
les peces que es puguin mecanitzar.
Fabricació per Arrencament de Ferritja
16
Malgrat la qualitat dels elements que intervenen en la mobilitat dels carros longitudinal i
transversal no hi ha garantia total de poder aconseguir la posició de les eines en la cota
programada.
er corregir les possibles fallades de posicionament hi ha dos sistemes electrònics un
d'ells directe i l'altre sistema indirecte. El sistema d'ajust de posicionament directe
utilitza una regla de mesura situada en cadascuna de les guies de les bancades, on actua
un lector òptic que mesura exactament la posició del carro, transferint a la UCP (Unitat
Central de Procés) les desviacions que existeixen on automàticament es reprogramar
fins a aconseguir la posició correcta.
Portaeines
El torn CNC utilitza un tambor com portaeines on poden anar situats de sis a vint eines
diferents, segons sigui la grandària del torn, o de la
seva complexitat. El canvi d'eina es controla
mitjançant el programa de mecanitzat, i en cada
canvi, els carros retrocedeixen a una posició on es
produeix el gir i la selecció de l'eina adequada per
prosseguir el cicle de mecanitzat. Quan acaba el
mecanitzat de la peça els carros retrocedeixen a la
posició inicial de retirada de la zona de treball perquè
sigui possible realitzar el canvi de peces sense
problemes. El tambor portaeines, conegut com a
revòlver, porta incorporat un servomotor que ho fa
girar, i un sistema hidràulic o pneumàtic que fa
l'enclavament del regirar, donant així una precisió que normalment està entre 0.5 i 1
micra de mil·límetre. Les eines han de ser ajustades a unes coordenades adequades en
un accessori extern als torns d'acord amb les cotes que indiqui el programa. En la
majoria dels casos es treballa amb plaquetes intercanviables de metall dur, amb la qual
cosa, quan es necessita reposar la plaqueta, no fa falta desmuntar el portaeines del seu
allotjament.
Fabricació per Arrencament de Ferritja
17
Estructura del torn
El torn té quatre components principals:
Bancada: serveix de suport per a les altres unitats del torn. En la seva part
superior porta unes guies per les quals es desplaça el capçal mòbil o contrapunt i
el carro principal.
Capçal fix: conté els engranatges o corrioles que impulsen la peça de treball i
les unitats d'avanç. Inclou el motor, la guia, el selector de velocitat, el selector
d'unitat d'avanç i el selector de sentit d'avanç. A més serveix per a suport i
rotació de la peça de treball que es recolza
en l’eix.
Contrapunt: el contrapunt és l'element que
s'utilitza per servir de suport i poder
col·locar les peces que són tornejades entre
punts, així com altres elements tals com a
portabroques o broques per fer trepants en el
centre dels eixos. Aquest contrapunt pot
moure's i fixar-se en diverses posicions al
llarg de la bancada.
Carros portaeines: Consta del carro
principal, que produeix els moviments
d'avanç i profunditat de passada i del carro
transversal, que es llisca transversalment
sobre el carro principal. En els torns paral·lels hi ha a més un carro superior
orientable, format al seu torn per tres peces: la base, el charriot i el porta eines.
La seva base està recolzada sobre una plataforma giratòria per orientar-ho en
qualsevol adreça.
Capçal giratori o chuck: La seva funció consisteix a subjectar la peça a
maquinar,hi ha diversos tipus com el chuck independent de 4 mordasses o
l'universal majorment emprat en el taller mecànic a l'igual hi ha chuck magnetics
i de sis mordasses,
Equip auxiliar
Es requereixen certs accessoris, com a sostenidors
per a la peça de treball, suports i portaeines.
Alguns accessoris comuns inclouen:
Plat de subjecció d'arpes: subjecta la
peça de treball en el capçal i transmet el
moviment.
Fabricació per Arrencament de Ferritja
18
Centres: suporten la peça de treball en el capçal i en la contrapunta.
Pern d'arrossegament: Es fixa en el plat de torn i en la peça de treball i li
transmet el moviment a la peça quan està muntada entre centres.
Suport fix o lluneta fixa: suporta l'extrem estès de la peça de treball quan no
pot usar la contrapunta.
Suport mòbil o lluneta mòbil: es munta en el carro i permet suportar peces de
treball llargues prop del punt de tall.
Torreta portaeines amb alineació múltiple.
Plat d'arrossegament :per amarrar peces de difícil subjecció.
Plat d'arpes independents : té 4 arpes que actuen de forma independent que
s’uneixen d'unes a altres.
Eines de tornejat
Broques de centratge de acer ràpid.
Eina de metall dur soldada.
Les eines de tornejat es diferencien en dos factors, el material del que estan constituïdes
i el tipus d'operació que realitzen. Segons el material constituent, les eines poden ser de
acer ràpid, metall dur soldat o plaquetes de metall dur (widia) intercanviables.
La tipologia de les eines de metall dur està normalitzada d'acord amb el material que es
mecanitzi, ja que cada material ofereix unes resistències diferents. El codi ISO per a
eines de metall dur es recull en la taula més a baix.
Quan l'eina és d'acer ràpid o té la plaqueta de metall dur soldada en el portaeines, cada
vegada que el tall es desgasta cal desmuntar-la i afilar-la correctament amb els angles de
tall específics en una afiladora. Això relenteix bastant el treball. Per això, quan es
mecanitzen peces en sèrie el normal és utilitzar portaeines amb plaquetes
intercanviables, que tenen diverses cares de tall d'usar i tirar i es reemplacen de forma
molt ràpida.
Fabricació per Arrencament de Ferritja
19
Característiques de les plaquetes de metall dur
Eines de roscar i mandrinar.
Plaquita de tornear de metall dur.
Eina de tornejat exterior plaquetes de widia canviable.
La qualitat de les plaquetes de metall dur (Widia) se selecciona tenint en compte el
material de la peça, el tipus d'aplicació i les condicions de mecanitzat.
La varietat de les formes de les plaquetes és gran i està normalitzada. Així mateix la
varietat de materials de les eines modernes és considerable i està subjecta a un
desenvolupament continu.
Els principals materials d'eines per a tornejat són els que es mostren en la taula següent.
Materials Símbols
Metalls durs recoberts HC
Metalls durs H
Cermets HT, HC
Ceràmiques CA, CN, CC
Nitrur de bor cúbic BN
Diamants policristalins DP, HC
Fabricació per Arrencament de Ferritja
20
L'adequació dels diferents tipus de plaquetes segons sigui el material a mecanitzar
s'indiquen a continuació i es classifiquen segons una Norma ISO/ANSI per indicar les
aplicacions en relació a la resistència i la tenacitat que tenen.
Codi de qualitats de plaquetes
Sèrie ISO Característiques
Sèrie P ISO 01, 10, 20, 30, 40, 50 Ideals per al mecanitzat d'acer, acer fos, i acer
mal·leable d'encenall llarg.
Sèrie M ISO 10, 20, 30, 40
Ideals per tornejar acer inoxidable, ferrífic i
martensític, acer fos, acer al manganès, fosa eleata,
fosa mal·leable i acer de fàcil mecanització.
Sèrie K ISO 01, 10, 20, 30 Ideal per al tornejat de fosa grisa, fosa en conquilla,
i fosa mal·leable d'encenall curt.
Sèrie N ISO 01, 10. 20, 30 Ideal per al tornejat de metalls no ferris
Sèrie S
Poden ser de base de níquel o de base de titani.
Ideals per al mecanitzat d'aliatges termorresistens i
súperaleacions
Sèrie H ISO 01, 10, 20, 30 Ideal per al tornejat de materials endurits.
Codi de formats de les plaquetes de metall dur
Com hi ha tanta varietat en les formes geomètriques, grandàries i angles de tall, existeix
una codificació normalitzada composta de quatre lletres i sis nombres on cadascuna
d'aquestes lletres i nombres indica una característica determinada del tipus de plaquita
corresponent.
Exemple de codi de plaqueta: SNMG 160408 HC
Primera
lletra
Forma
geomètrica
C Ròmbica
80º
D Ròmbica
55º
L Rectangular
Segona
lletra
Angle de
incidència
A 3º
B 5º
C 7º
D 15º
Tercera
lletra
Tolerància
dimensional
J
Menor
Major
K
L
M
Quarta
lletra
Tipus de
subjecció
A Forat sense
avellanar
G
Forat amb
trencavirutes en
dues cares
Fabricació per Arrencament de Ferritja
21
R Rodona
S Quadrada
T Triangular
V Ròmbica
35º
W Hexagonal
80º
I 20º
F 25º
G 30º
N 0º
P 11º
N
O
M
Forat amb trenca
virutes en una
cara
N Sense forat ni
trenca virutes
W Forat avellanat en
una cara
T
Forat avellanat i
trenca virutes en
una cara
N
Sense forat i amb
trenca virutes en
una cara
X No estàndard
Les dues primeres xifres indiquen en mil·límetres la longitud de l'aresta de tall de la
plaqueta.
Les dues xifres següents indiquen en mil·límetres l'espessor de la plaqueta.
Les dues últimes xifres indiquen en desenes de mil·límetre el radi de punta de la
plaqueta.
A aquest codi general el fabricant de la plaqueta pot afegir dues lletres per indicar la
qualitat de la plaqueta o l'ús recomanat.
Fabricació per Arrencament de Ferritja
22
Operacions de tornejat
Cilindrat
Aquesta operació consisteix en la mecanització exterior a la qual se sotmet a les peces
que tenen mecanitzats cilíndrics. Per poder efectuar
aquesta operació, amb el carro transversal es regula la
profunditat de passada i, per tant, el diàmetre del
cilindre, i amb el carro paral·lel es regula la longitud
del cilindre. El carro paral·lel avança de forma
automàtica d'acord a l'avanç de treball desitjat. En
aquest procediment, el acabat superficial i la tolerància
que s'obtingui pot ser un factor de gran rellevància. Per
assegurar qualitat al cilindrat el torn ha de tenir ben
ajustada la seva alineació i concentricitat.
El cilindrat es pot fer amb la peça a l'aire subjecta en el plat d'arpes, si és curta, o amb la
peça subjecta entre punts i un gos d'arrossegament, o recolzada en lluneta fixa o mòbil
si la peça és de grans dimensions i pes. Per realitzar el cilindrat de peces o eixos
subjectes entre punts, és necessari prèviament realitzar els punts de centratge en els
eixos.
Quan el cilindrat es realitza en el buit de la peça es diu mandrinat.
Refrentat
L'operació de refrentat consisteix en un mecanitzat frontal
i perpendicular a l'eix de les peces que es realitza per
produir un bon acoblament en el muntatge posterior de les
peces tornejades. Aquesta operació també és coneguda
com carejat. La problemàtica que té el refrentat és que la
velocitat de tall en el tall de l'eina va disminuint a mesura
que avança cap al centre, la qual cosa relenteix l'operació.
Per millorar aquest aspecte molts torns moderns
incorporen variadors de velocitat en el capçal de tal forma
que es pot anar augmentant la velocitat de gir de la peça.
Fabricació per Arrencament de Ferritja
23
Ranuratge
El Ranuratge consisteix a mecanitzar unes ranures cilíndriques d'amplària i profunditat
variable en les peces que es torejades, les quals tenen moltes utilitats diferents. Per
exemple, per allotjar una junta cònica, per a sortida de rosca, per a volanderes de
pressió, etc. En aquest cas l'eina té ja conformat l'ample de la ranura i actuant amb el
carro transversal se li dóna la profunditat desitjada. Els canals de les corrioles són un
exemple clar de ranures tornejades.
Rosques
Les rosques són conegudes per la seva grandària (diàmetre de la rosca), pel nombre de
fils en cada mil·límetre o polsada, i per la grossor del fil (rosca fina o grossa).
Els fils de les rosques presenten diversos perfils. Aquests perfils, sempre uniformes,
donen nom les rosques i condicionan la seva aplicació.
Tenim les rosques:
Triangular: Fixació de la roda del cotxe.
Trapezoïdal: Parafusos que transmeten moviment suau i uniforme. Ex.: Fusos de
màquines.
Rodona: Parafusos de grans diàmetres subjectes la grans esforços. Ex.: Equipaments
ferroviaris.
Quadrada: Parafusos que sofreixen grans esforços i xocs. Ex.: Premses i morses.
Dent de Serra: Parafusos que exerceixen gran esforç en un només sentit.
Depenent de la inclinació dels fils en relació al eix del parafuso, les rosques encara
poden ser dreta i esquerra.
Dintre les rosques normalitzades utilitzades en la construcció de màquines, a de una
entrada, secció transversal triangular amb angle de 60º ( rosca métrica) o 55º ( rosca
whitwoth) entre flancs, és emprada en els parafusos de fixació ,mentre les masses
serveixen als parafusos de moviment. Diàmetre nominal és el diàmetre extern de la part
roscada del parafuso; només les rosques whitworth per a tubs tenen, com diàmetre
nominal, el diàmetre intern de la part roscada del tub ( diàmetre de la secció transversal
lliure del tub).
Rosques UNC i UNF:
UNC: rosca grossa, és recomanada per a ús general en enginyeria. En la taula les
dimensions amb (*) indiquen rosques “unified” (unificats) i “american estàndard” són
representades per UNC. Les massa representen solament a la “american estàndard” i
Fabricació per Arrencament de Ferritja
24
representades per NC. Exemple: designació d'una rosca interna de ¼” de diàmetre
nominal, 20 fils per polsada, “unified” i amb qualitat 2.
¼ - 20 UNC – 2A
UNF: rosca fina, recomanada per a ús general en automòbils, avions i altres aplicacions
on l’espessor de la paret exigeixi rosca fina. En la taula les dimensions amb (*) indiquen
rosques“unified” (unificats) i “american estàndard” són representades per UNF. Les
massa representen solament a la “american estàndard” i representades per NF. Exemple:
designació d'una rosca externa de 5/8” de diàmetre nominal, 18 fils per polsada, rosca
fina “unified” i amb qualitat 2.
5/8 – 18 UNF – 2A
Rosca Mètrica:
La rosca mètrica fina, en un determinat compliment, posseeix major nombre de fils del
que la rosca normal. Permet millor fixació de la rosca, evitant danys del parafuso, en cas
de vibració de màquines.
Roscat en el torn
Hi ha dos sistemes de realitzar roscats en els torns, d'un costat la tradicional que
utilitzen els torns paral·lels, mitjançant la Caixa Norton, i d'una altra la que es realitza
amb els torns CNC, on les dades de la rosques van totalment programats i ja no fa falta
la caixa Norton per realitzar-ho.
Per efectuar un roscat amb eina cal tenir en compte el següent:
Les rosques poden ser exteriors (cargols) o ben interiors (rosques), havent de ser
les seves magnituds coherents perquè ambdós elements puguin enrroscar-se.
Els elements que figuren en la taula són els que cal tenir en compte a l'hora de
realitzar una rosca en un torn:
Rosca exterior o mascle Rosca interior o femella
1 Fons o basi Cresta o vèrtex
2 Cresta o vèrtex Fons o base
3 Flanc Flanc
4 Diàmetre del nucli Diàmetre del trepant
Fabricació per Arrencament de Ferritja
25
5 Diàmetre exterior Diàmetre interior
6 Profunditat de la rosca
7 Pas
Per efectuar el roscat cal realitzar prèviament les següents tasques:
Tornejar prèviament al diàmetre que tingui la rosca
Preparar l'eina d'acord amb els angles del fils de la rosca.
Establir la profunditat de passada que hagi de tenir la rosca fins a aconseguir el
perfil adequat.
Roscat entorn paral·lel
Una de les tasques que poden executar en un torn paral·lel és efectuar rosques de
diversos passos i grandàries tant exteriors sobre eixos o interiors sobre rosques. Per a
això els torns paral·lels universals incorporen un mecanisme anomenat Caixa Norton,
que facilita aquesta tasca i evita muntar un tren d'engranatges cada vegada que es
volgués efectuar una rosca.
La caixa Norton és un mecanisme compost de diversos engranatges que va ser inventat i
patentat en 1890, que s'incorpora als torns paral·lels i va donar solució al canvi manual
d'engranatges per fixar els passos de les peces a roscar. Aquesta caixa pot constar de
diversos trens desplaçables d'engranatges o bé d'un basculant i un con d'engranatges. La
caixa connecta el moviment del capçal del torn amb el carro portaeines que porta
incorporat una un eix de rosca quadrada.
El sistema millor aconseguit inclou una caixa del canvi amb diverses reductores.
D'aquesta manera amb la manipulació de diverses palanques es poden fixar diferents
velocitats d'avanç de carro portaeines, permetent realitzar una gran varietat de passos de
rosca tant mètrics com a Withworth. Les hi ha en bany d'oli i en sec, d'engranatges
tallats d'una forma o una altra, però bàsicament és una caixa del canvi.
En la figura s'observa com partint d'una barra hexagonal es mecanitza un cargol. Per a
això es realitzen les següents operacions:
1. Es cilindra el cos del cargol deixant el cap hexagonal en les seves mesures
originals.
2. S'avellana l'entrada de la rosca i es refrentat la punta del cargol.
3. Es ranura la gola on finalitza la rosca al costat del cap del cargol.
4. Es rosca el cos del cargol, donant lloc a la peça finalitzada.
Fabricació per Arrencament de Ferritja
26
Aquest mateix procés es pot fer partint d'una barra llarga, tronzat finalment la part
mecanitzada.
Moletejat
El moletejat és un procés de conformat en fred del
material mitjançant unes moletes que pressionen la peça
mentre dóna voltes. Aquesta deformació produeix un
increment del diàmetre de partida de la peça. El moletejat
es realitza en peces que s'hagin de manipular a mà, que
generalment vagin roscades per evitar la seva patinatge
que tindrien en cas que tinguessin la superfície llisa.
El moletatje es realitza en els torns amb unes eines que es
diuen moletes, de diferent pas i dibuix.
Un exemple de moletatje és el que tenen les monedes de
50 cèntims de euro, encara que en aquest cas el moletatje
és perquè els invidents puguin identificar millor la
moneda.
El moletatje per deformació es pot executar de dues maneres:
Radialment, quan la longitud moletatje en la peça coincideix amb l'espessor de
la moleta a utilitzar.
Longitudinalment, quan la longitud excedeix a l'espessor de la moleta. Per a
aquest segon caso la moleta sempre ha d'estar bisellada en els seus extrems.
Aixamfranat
L'aixamfranat és una operació de tornejat molt comuna que consisteix en matar els
cantells tant exteriors com interiors per evitar talls amb els mateixos i al seu torn
facilitar el treball i muntatge posterior de les peces. L'aixamfranat més comú sol ser el
d'1 mm per 45è. Aquest xamfrà es fa atacant directament els cantells amb una eina
adequada.
Mecanització d'excèntriques
Una excèntrica és una peça que té dos o més cilindres amb diferents centres o eixos de
simetria, tal com ocorre amb les palanques de motor, o els eixos de lleves. Una
excèntrica és un cos de revolució i per tant la mecanització es realitza en un torn. Per
mecanitzar una excèntrica és de necessari primer realitzar els punts de centratge dels
Fabricació per Arrencament de Ferritja
27
diferents eixos excèntrics en els extrems de la peça que es fixarà entre punts.
Mecanització d'espirals
Un espiral és una rosca tallada en un disc pla i mecanitzada en un torn, mitjançant el
desplaçament oportú del carro transversal. Per a això s'ha de calcular la transmissió que
es posarà entre el capçal i la eix d'avenç del carro transversal d'acord en pas de la rosca
espiral. És una operació poc comuna en el tornejat. Exemple de rosca espiral és la que
tenen en el seu interior els plats de grapes dels torns, la qual permet l'obertura i
tancament de les grapes.
Trepat
Moltes peces que són tornejades requereixen ser trepades amb broques en el centre dels
seus eixos de rotació. Per a aquesta tasca s'utilitzen broques normals, que se subjecten
en el contrapunt en un portabroques o directament a l'allotjament del contrapunt si el
diàmetre és gran. Les condicions tecnològiques del
trepat són les normals d'acord a les característiques
del material i tipus de broca que s'utilitzi. Menció a
part mereixen els processos de trepat profund on el
procés ja és molt diferent sobretot la constitució de
la broca que s'utilitza.
No tots els torns poden realitzar totes aquestes
operacions que s'indiquen, sinó que això depèn del
tipus de torn que s'utilitzi i dels accessoris o
equipaments que tingui.
Formació de viruta
El tornejat ha evolucionat tant que ja no es tracta tan sol d'arrencar material a gran
velocitat, sinó que els paràmetres que componen el procés han d'estar estretament
controlats per assegurar els resultats finals d'economia qualitat i precisió. En particular,
la forma de tractar l'encenall s'ha convertit en un procés complex, on intervenen tots els
components tecnològics de la mecanització, perquè pugui tenir la mida i la forma que
no pertorbi el procés de treball. Si no fos així s'acumularien ràpidament masses
d'encenalls llargues i fibroses en l'àrea de mecanització que formarien troques
embolicades i incontrolables.
La forma que pren l'encenall es deu principalment al material que s'està tallant i pot ser
tant dúctil com trencadissa i fràgil.
L'avenç amb què es treballi i la profunditat de passada solen determinar en gran manera
la forma d'encenall. Quan no n'hi ha prou amb aquestes variables per controlar la forma
de l'encenall cal recórrer a elegir una eina que porti incorporat un trenca virutes eficaç.
Fabricació per Arrencament de Ferritja
28
Mecanitzat en sec i amb refrigerant
Avui en dia el tornejat en sec és completament viable. Hi ha una tendència recent a
efectuar les mecanitzacions en sec sempre que la qualitat de l'eina ho permeti.
La inquietud es va despertar durant els anys 90, quan estudis realitzats en empreses de
fabricació de components per a automoció a Alemanya van posar en relleu el cost elevat
de la refrigeració i sobretot de seu reciclat.
Tanmateix, la mecanització en sec no és adequada per a totes les aplicacions,
especialment per a trepats, roscats i mandrilats per garantir l'evacuació dels encenalls.
Tampoc no és recomanable tornejar en sec materials pastosos o massa tous com
l'alumini o l'acer de baix contingut en carboni ja que és molt probable que els talls de
cort es embozen amb el material que tallen, produint un mal acabat superficial,
dispersins en les mesures de la peça i fins i tot ruptura dels talls de cort.
En el cas de mecanitzar materials de viruta com la fosa grisa la taladrina és beneficiosa
com a agent netejador, evita’n la formació de núvols de pols tóxics
La taladrina és imprescindible tornejant materials abrasius tals com a inoxidables, etc.
En el tornejat en sec la maquinària ha d'estar preparada per absorbir sense problemes la
calor produïda a l'acció de cort.
Per evitar sobreescalfaments de eixos, etc solen incorporar-se circuits interns de
refrigeració per oli o aire.
Llevat d'excepcions i a diferència del fresatge el tornejat en sec no s'ha generalitzat però
ha servit perquè les empreses s'hagin qüestionat usar taladrina sol en les operacions
necessàries i amb el cabal necessari.
És necessari avaluar amb compte operacions, materials, peces, exigències de qualitat i
maquinària per identificar els beneficis d'eliminar l'aportament de refrigerant.
Fabricació per Arrencament de Ferritja
29
Fresadores
Una fresadora és una màquina de
potència utilitzada per a donar formes
complexes a peces de metall i d'altres
materials.[1] En les fresadores
tradicionals, la peça es desplaça
acostant les zones a mecanitzar a
l'eina, d'aquesta manera es permet
obtenir formes diverses, des de
superfícies planes a d'altres de més
complexes. La seva forma bàsica és la
d'un tallador rodant (fresa) que gira en
l'eix vertical (com un trepant), i que es
pot moure en tres dimensions (i, possiblement, en diverses orientacions) en relació a la
peça a mecanitzar (en contrast amb el trepant, que només es pot moure en una dimensió
mentre forada). El moviment al llarg de la superfície de la peça a mecanitzar es porta a
terme generalment mitjançant una taula mòbil en la qual es munta la peça a mecanitzar,
preparada així per a moure's en dues dimensions. Es poden operar les màquines
fresadores tant manualment com mitjançant control numèric (vegeu CNC).
Les màquines fresadores poden executar una gran quantitat d'operacions complexes,
com tall de ranures, planificació, perforacions, encaminat, etcètera.
Típicament, les parts d'una fresadora són:
1. Interruptor marxa/atur.
2. Guia de profunditat.
3. Bloqueig de la guia de profunditat.
4. Porta-freses de 6 o 8 mm.
5. Guia paral·lela.
6. Sistema d'aspiració
Inventades a principis del segle XIX, les fresadores s'han convertit en màquines
bàsiques en el sector del mecanitzat. Gràcies a la incorporació del control numèric, són
les màquines eines més polivalents per la varietat de mecanitzats que poden realitzar i la
flexibilitat que permeten en el procés de fabricació. La diversitat de processos mecànics
i l'augment de la competitivitat global han donat lloc a una àmplia varietat de fresadores
que, encara que tenen una base comuna, es diferencien notablement segons el sector
industrial en el qual s'utilitzin.[2] Així mateix, els progressos tècnics de disseny i qualitat
que s'han realitzat en les eines de fresar, han fet possible l'ocupació de paràmetres de
cort molt alts, la qual cosa comporta una reducció dràstica dels temps de mecanitzat.
A causa de la varietat de mecanitzats que es poden realitzar en les fresadores actuals, a
l'ampli nombre de màquines diferents entre si, tant en la seva potència com en les seves
característiques tècniques, a la diversitat d'accessoris utilitzats i a la necessitat de
complir especificacions de qualitat rigoroses, la utilització de fresadores requereix de
personal qualificat professionalment, ja sigui programador, preparador o fresador.
Fabricació per Arrencament de Ferritja
30
L'ocupació d'aquestes màquines, amb elements mòbils i tallants, així com líquids tòxics
per la refrigeració i lubricació del tall, requereix unes condicions de treball que
preservin la seguretat i salut dels treballadors i evitin danys a les màquines, a les
instal·lacions i als productes finals o semielaborats.
Control numèric per computadora en fresadores
Les fresadores amb control numèric per
computadora (CNC) són un exemple de
automatització programable. Es van
dissenyar per adaptar les variacions en la
configuració de productes. La seva
principal aplicació se centra en volums de
producció mitjans de peces senzilles i en
volums de producció mitjans i baixos de
peces complexes, permetent realitzar
mecanitzats de precisió amb la facilitat que
representa canviar d'un model de peça a
una altra mitjançant la inserció del programa corresponent i de les noves eines que
s'hagin d'utilitzar així com el sistema de subjecció de les peces. Utilitzant el control
numèric, l'equip de processat es controla a través d'un programa que utilitza nombres,
lletres i altres símbols, (per exemple els anomenats codis G i M). Aquests nombres,
lletres i símbols, els quals arriben a incloure &, %, $ i " (cometes), estan codificats en
un format apropiat per definir un programa d'instruccions per desenvolupar una tasca
concreta. Quan la tasca en qüestió varia es canvia el programa d'instruccions. En les
grans produccions en sèrie, el control numèric resulta útil per la robotització de
l'alimentació i retirada de les peces mecanitzades.
Les fresadores universals modernes compten amb dispositius electrònics on es
visualitzen -en forma més sofisticada en unes que en unes altres- les posicions de les
eines, i així es facilita millor la lectura de cotes en els seus desplaçaments. Així mateix,
a moltes fresadores se'ls incorpora un sistema de control numèric per computadora
(CNC) que permet automatitzar el seu treball. També poden incorporar un mecanisme
de copiat per a diferents perfils de mecanitzat.
Existeixen diversos llenguatges de programació CNC per a fresadores, tots ells de
programació numèrica, entre els quals destaquen el llenguatge normalitzat internacional
ISO i els llenguatges HEIDENHAIN, Fagor i Siemens. Per desenvolupar un programa
de CNC habitualment s'utilitzen simuladors que, mitjançant la utilització d'una
computadora, permeten comprovar la seqüència d'operacions programades.
Camp d'aplicació del control numèric
L'aplicació de sistemes de control numèric per computadora en les màquines-eina
permet augmentar la productivitat respecte a les màquines convencionals i ha fet
possible efectuar operacions de conformat que són impossibles de realitzar amb un
elevat grau de precisió dimensional en màquines convencionals, per exemple la
realització de superfícies esfèriques. L'ús del control numèric incideix favorablement en
http://ca.wikipedia.org/w/index.php?title=Control_num%C3%A8ric_per_computadora&action=edit&redlink=1
http://ca.wikipedia.org/w/index.php?title=Control_num%C3%A8ric_per_computadora&action=edit&redlink=1
Fabricació per Arrencament de Ferritja
31
els costos de producció en propiciar la reducció del nombre de tipus de màquines
utilitzades en un taller de mecanitzat, mantenint o millorant la seva qualitat.
Els processos que utilitzen màquines-eina de control numèric tenen un cost horari
superior als processos que utilitzen màquines convencionals, però inferior als processos
que utilitzen màquines especials amb mecanismes de transferència (transfert) que
permeten l'alimentació i retirada de peces de forma automatitzada. En el mateix sentit,
els temps de preparació per a un lot són majors en una màquina de control numèric que
en una màquina convencional, doncs es necessita preparar la programació de control
numèric de les operacions del procés. No obstant això, els temps d'operació són menors
en una màquina de control numèric que en una màquina convencional, per la qual cosa,
a partir de cert nombre de peces en un lot, el mecanitzat és més econòmic utilitzant el
control numèric. No obstant això, per a lots grans, el procés és més econòmic utilitzant
màquines especialitzades amb mecanismes de transferència.
Tipus de fresadores
Les fresadores poden classificar-se segons diversos aspectes, com l'orientació de l'eix de
gir o el nombre d'eixos d'operació. A continuació s'indiquen les classificacions més
usuals.
Fresadores segons l'orientació de l'eina
Depenent de l'orientació de l'eix de gir de l'eina de tall, es distingeixen tres tipus de
fresadores: horitzontals, verticals i universals.
Una fresadora horitzontal utilitza freses cilíndriques que es munten sobre un eix
horitzontal accionat pel capçal de la màquina i recolzat per un extrem sobre aquest
capçal i per l'altre sobre un rodament situat en el pont lliscant anomenat carner. Aquesta
màquina permet realitzar principalment treballs de ranurat, amb diferents perfils o
formes de les ranures. Quan les operacions a realitzar ho permeten, principalment en
realitzar diverses ranures paral·leles, pot augmentar-se la productivitat muntant en l'eix
portaeines diverses freses conjuntament formant un tren de fresat. La profunditat
màxima d'una ranura està limitada per la diferència entre el radi exterior de la maduixa i
el radi exterior dels “casquillos” de separació que la subjecten a l'eix portafreses.
Fresadora vertical
En una fresadora vertical, l'eix de l’eix està orientat
verticalment, perpendicular a la taula de treball. Les freses
de cort es munten en l’eix i giren sobre el seu eix. En
general, pot desplaçar-se verticalment, bé l’eix, o bé la
taula, la qual cosa permet aprofundir el tall. Hi ha dos tipus
de fresadores verticals: les fresadores de banc fix o de
bancada i les fresadores de torreta o de consola. En una
fresadora de torreta, l’eix roman estacionari durant les
Fabricació per Arrencament de Ferritja
32
operacions de tall i la taula es mou tant horitzontalment com verticalment. En les
fresadores de banc fix, no obstant això, la taula es mou només perpendicularment a
l’eix, mentre que l’eix en si es mou paral·lelament al seu propi eix.[1]
Una fresadora universal té un eix principal per a l'acoblament d'eixos portaeines
horitzontals i un capçal que s'acobla a aquest eix que converteix la màquina en una
fresadora vertical. El seu àmbit d'aplicació està limitat principalment pel cost i per la
grandària de les peces que es poden treballar. En les fresadores universals, igual que en
les horitzontals, el pont és lliscant, conegut en el argot com a carner, pot desplaçar-se de
davant a darrere i viceversa sobre unes guies.
Fresadores especials
A més de les fresadores tradicionals, existeixen altres fresadores amb característiques
especials que poden classificar-se en determinats grups. No obstant això, les formes
constructives d'aquestes màquines varien substancialment d'unes a unes altres dins de
cada grup, a causa de les necessitats de cada procés de fabricació.
Les fresadores circulars tenen una àmplia taula circular giratòria, per sobre de la qual es
desplaça el carro portaeines, que pot tenir un o diversos capçals verticals, per exemple,
un per a operacions d'escalaborni i un altre per a operacions d'acabat. A més poden
muntar-se i desmuntar-se peces en una part de la taula mentre es mecanitzen peces en
l'altre costat.
Les fresadores copiadores disposen de dues taules: una de treball sobre la qual se
subjecta la peça a mecanitzar i una altra auxiliar sobre la qual es col·loca un model.
L'eix vertical de l'eina està suspès d'un mecanisme amb forma de pantògraf que està
connectat també a un palpador sobre la taula auxiliar. En seguir amb el palpador el
contorn del model, es defineix el moviment de l'eina que mecanitza la peça. Altres
fresadores copiadores utilitzen, en lloc d'un sistema mecànic de seguiment, sistemes
hidràulics, electro-hidràulics o electrònics.
En les fresadores de pòrtic, també conegudes com a fresadores de pont, el capçal
portaeines vertical es troba sobre una estructura amb dues columnes situades en costats
oposats de la taula. L'eina pot moure's verticalment i transversalment i la peça pot
moure's longitudinalment. Algunes d'aquestes fresadores disposen també a cada costat
de la taula sengles capçals horitzontals que poden desplaçar-se verticalment en les seves
respectives columnes, a més de poder perllongar els seus eixos de treball
horitzontalment. S'utilitzen per mecanitzar peces de grans dimensions.
En les fresadores de pont mòbil, en lloc de moure's la taula, es mou l'eina en una
estructura similar a un pont grua. S'utilitzen principalment per mecanitzar peces de
grans dimensions.
Una fresadora per a fusta és una màquina portàtil que utilitza una eina rotativa per
realitzar fresats en superfícies planes de fusta. Són emprades en bricolatge i ebenisteria
per realitzar ranurats, com a juntes de cua d'oreneta o encadellats; “cajeados”, com els
necessaris per allotjar panys o frontisses en les portes; i perfils, com motllures. Les
eines de cort que utilitzen són freses per a fusta, amb dents majors i més espaiats que els
que tenen les freses per a metall.
Fabricació per Arrencament de Ferritja
33
Fresadores segons el nombre d'eixos
Fresadora CNC de cinc eixos amb capçal i taula giratòria.
Les fresadores poden classificar-se en funció del nombre de
graus de llibertat que poden variar durant l'operació
d'arrencada d'encenall.
Fresadora de tres eixos. Pot controlar-se el moviment relatiu entre peça i eina en
els tres eixos d'un sistema cartesià.
Fresadora de quatre eixos. A més del moviment relatiu entre peça i eina en tres
eixos, es pot controlar el gir de la peça sobre un eix, com amb un mecanisme
divisor o un plat giratori. S'utilitzen per generar superfícies amb un patró
cilíndric, com a engranatges o eixos estriats.
Fresadora de cinc eixos. A més del moviment relatiu entre peça i eina en tres
eixos, es pot controlar o bé el gir de la peça sobre dos eixos, un perpendicular a
l'eix de l'eina i un altre paral·lel a ella (com amb un mecanisme divisor i un plat
giratori en una fresadora vertical); o bé el gir de la peça sobre un eix horitzontal i
la inclinació de l'eina al voltant d'un eix perpendicular a l'anterior. S'utilitzen per
generar formes complexes, com el rodet d'una turbina Francis.
Moviments de l'eina
El principal moviment de l'eina és el gir sobre el seu eix. En
algunes fresadores també és possible variar la inclinació de
l'eina o fins i tot perllongar la seva posició al llarg del seu
eix de gir. En les fresadores de pont mòbil tots els
moviments els realitza l'eina mentre la peça roman immòbil.
Moviments de la taula
La taula de treball es pot desplaçar de forma manual o automàtica amb velocitats
d'avanç de mecanitzat o amb velocitats d'avanç ràpid en buit. Per a això compta amb
una caixa d'avanços expressats de mm/minut, on és possible seleccionar l'avanç de
treball adequat a les condicions tecnològiques del mecanitzat.
Moviment longitudinal: segons l'eix X, que correspon habitualment al moviment
de treball. Per facilitar la subjecció de les peces la taula està dotada d'unes
ranures en forma de T per permetre la fixació de mordasses o altres elements de
subjecció de les peces i a més pot inclinar-se per al tallat d'angles. Aquesta taula
pot avançar de forma automàtica d'acord amb les condicions de cort que permeti
el mecanitzat.
Fabricació per Arrencament de Ferritja
34
Moviment transversal: segons l'eix I, que correspon al desplaçament transversal
de la taula de treball. S'utilitza bàsicament per posicionar l'eina de fresar en la
posició correcta.
Moviment vertical: segons l'eix Z, que correspon al desplaçament vertical de la
taula de treball. Amb el desplaçament d'aquest eix s'estableix la profunditat de
cort del fresat.
Gir respecte a un eix longitudinal: segons el grau de llibertat O. S'obté amb un
capçal divisor o amb una taula oscilant.
Gir respecte a un eix vertical: segons el grau de llibertat W. En algunes
fresadores es pot girar la taula 45º a cada costat, en unes altres la taula pot donar
voltes completes.
Moviment relatiu entre peça i eina
El moviment relatiu entre la peça i l'eina pot classificar-se en tres tipus bàsics:
El moviment de cort és el que realitza la punta de l'eina al voltant de l'eix del
portaeines.
El moviment d'avanç és el moviment d'aproximació de l'eina des de la zona
tallada a la zona sense tallar.
El moviment d'aprofundiment, de perforació, o de profunditat de passada és un
tipus de moviment d'avanç que es realitza per augmentar la profunditat del tall.
Estructura, components i característiques
Estructura d'una fresadora
Diagrama d'una fresadora horitzontal.
1: base. 2: columna. 3: consola. 4: carro transversal. 5: taula. 6: pont. 7: eix portaeines.
Els components principals d'una fresadora són la base, el cos, la consola, el carro, la
taula, el pont i l'eix de l'eina. La base permet un suport correcte de la fresadora en el sòl.
El cos o bastidor té forma de columna i es recolza sobre la base o amb dues formen part
de la mateixa peça. Habitualment, la base i la columna són de fosa aliada estabilitzada.
Fabricació per Arrencament de Ferritja
35
La columna té en la part frontal unes guies temperades i rectificades per al moviment de
la consola i uns comandaments per a l'accionament i control de la màquina.
La consola es llisca verticalment sobre les guies del cos i serveix de subjecció per a la
taula. La taula té una superfície rasurada sobre la qual se subjecta la peça a conformar.
La taula es recolza sobre dos carros que permeten el moviment longitudinal i transversal
de la taula sobre la consola.
El pont és una peça recolzada en volada sobre el bastidor i en ell s'allotgen unes llunetas
on es recolza l'eix portaeines. En la part superior del pont sol haver muntat un o varis
cargols d'armella per facilitar el transport de la màquina. El portaeines o porta freses és
el suport de l'eina i li transmet el moviment de rotació del mecanisme d'accionament
allotjat a l'interior del bastidor. Aquest eix sol ser de acer aliat al crom-vanadi per a
eines.
Característiques tècniques d'una fresadora
En seleccionar una fresadora per a la seva adquisició i per realitzar treballs amb ella,
han de tenir-se en compte diverses característiques tècniques de la mateixa. La
grandària de les peces a mecanitzar està limitat per les dimensions de la superfície de la
taula i els recorreguts dels elements mòbils. Depenent de les operacions a realitzar, pot
ser necessària la possibilitat de controlar diversos eixos alhora, com els proporcionats
per taules giratòries o per capçals divisors, o fins i tot controlar aquests eixos de forma
automàtica per CNC, per exemple per realitzar contornejats. En funció del material de la
peça, de les eines de tall i de les toleràncies de fabricació requerides, és necessari
utilitzar velocitats de tall i d'avanç diferents, la qual cosa pot fer necessària la
possibilitat d'operar amb gammes de velocitats, amb velocitats màximes i potències
suficients per aconseguir flexibilitat en el sistema de producció.
Els dispositius electrònics de control, des de la visualització de cotes fins al control
numèric, permeten augmentar la productivitat i la precisió del procés productiu.
A més, una fresadora ha de tenir dispositius de seguretat, com a botons de parada
d'emergència (col·loquialment coneguts com a bolets d'emergència), dispositiu de
seguretat contra sobrecàrregues (que consisteix; bé en un embragament automàtic que
desacobla el moviment de l'eina quan s'aconsegueix un límit de fricció o es venç l'acció
d'uns molls; o bé en un sistema electrònic) i pantalles de protecció contra la projecció
d'encenalls o parts de la peça o l'eina de cort.
Un altre aspecte a tenir en compte és el pes de la màquina, que influeix en el transport
de la mateixa i les necessitats de fonamentació de la nau perquè les vibracions estiguin
controlades en nivells admissibles. Per a un bon funcionament de la màquina es
requereix que les seves folganças i imperfeccions dimensionals estiguin controlades i no
excedeixin d'unes toleràncies determinades, per a això es realitzen inspeccions
periòdiques. Les guies dels components lliscants, com els carros de taula o el pont,
habitualment són trapezoïdals o amb forma de cua d'oreneta per aquesta raó. Les
clavegueres d'accionament dels moviments lliscants són clavegueres de boles sense joc
per disminuir les forces de fregament i així relentir el creixement de les folgances.
Fabricació per Arrencament de Ferritja
36
Accessoris principals
Existeixen diversos accessoris que s'instal·len
en les fresadores per realitzar operacions de
mecanitzat diferents o per a una utilització amb
major rapidesa, precisió i seguretat:[12]
Dispositius d'addició d'eixos: capçal
multiangular (permet orientar l'eix del
portaeines), divisor universal amb
contrapunt i joc d'engranar i taula
circular divisora.
Dispositius per a subjecció de peces: plat universal de 3 arpes amb contraplat;
contrapunt i llunetes; mordassa giratòria graduada; mordassa hidràulica.
Dispositius per a subjecció d'eines: eixos porta-freses llargs i curts, eix porta-
pinces i joc de pinces.
Dispositius per a operacions especials: aparell de mortajar giratori, capçal de
mandrinar.
Dispositius de control: visualització digital de cotes i palpadores de mesura.
Subjecció d'eines
Les freses poden classificar-se segons el mecanisme
de subjecció al portaeines en freses amb mànec
cònic, freses amb mànec cilíndric i freses per muntar
en arbre.
Les freses amb mànec cònic, a excepció de les freses
grans, en general es munten al portaeines utilitzant
un mandril o un maniguet adaptador intermedi,
l'allotjament del qual té la mateixa conicitad que el
mànec de la maduixa. Les conicitats utilitzades solen
ser les corresponents als cons ISO o als cons Morse, existint també altres tipus menys
utilitzats en fresadores com els cons Brown i Sharpe.
Les freses amb mànec cilíndric es fixen al portaeines utilitzant mandrils amb pinces.
Algunes freses tenen un forat en el mànec i es fixen emprant mànecs que s'adapten d'una
banda a la maduixa mitjançant un roscat o utilitzant un eix presoner i per l'altre costat
disposen d'un con per muntar-se a l’eixde la màquina.[8]
Les freses per a muntatge sobre arbre tenen un forat central per allotjar l'eix portaeines,
que el seu diàmetre està normalitzat. Aquestes freses disposen d'un “chavetero” per
assegurar la rotació de l'eina i evitar que patinin. Per posicionar axialment aquestes
freses en l'eix, s'empren uns casquillos separadors d'amplàries normalitzades. A més, en
cas de necessitat poden muntar-se diverses freses simultàniament en el que es denomina
un tren de freses. Per al canvi manual dels eixos portafreses es recorre a sistemes
clàssics d'amarri amb tirant roscat, però cada vegada és més utilitzat l'estrenyi
pneumàtic o hidràulic a causa de la rapidesa amb la qual es realitza el canvi.
Fabricació per Arrencament de Ferritja
37
Les fresadores de control numèric incorporen un magatzem d'eines i disposen d'un
mecanisme que permet el canvi d'eines de forma automàtica segons les ordres
programades.
Per poder orientar l'eina existeixen diversos tipus de dispositius, com el capçal Huré, el
capçal Gambin o les platines orientables.
Capçal vertical universal
El capçal vertical universal Huré és un mecanisme
que augmenta les prestacions d'una fresadora
universal i és aplicable per al fresat horitzontal,
vertical, radial en el plànol vertical, angular
(inclinat) en un plànol vertical perpendicular a la
taula de la fresadora i oblic o angular en el plànol
horitzontal. Aquest mecanisme és de gran
aplicació en les fresadores universals i no s'utilitza
en les fresadores verticals.
Consta de dues parts: la primera, amb l'arbre portaeines, s'uneix amb l'altra part del
capçal segons una corredissa circular inclinada 45º respecte a l'horitzontal, i la segona
s'uneix mitjançant una corredissa circular vertical amb la part frontal de la columna de
la fresadora, on s'acobla a l’eix principal de la màquina. El capçal està disposat per
incorporar-li eines de fresar, broques i escaries mitjançant pinces, portabroques i altres
elements de subjecció d'eines. La velocitat de gir de l’eix d'aquest accessori és la
mateixa que la de l’eix principal de la fresadora. No són adequats per a les operacions
amb eines grans de planejar.[13]
Subjecció de peces
Per aconseguir una correcta fixació de les peces en
la taula de treball d'una fresadora s'utilitzen
diversos dispositius. El sistema de subjecció que
s'adopti ha de permetre que la càrrega i la
descàrrega de les peces en la taula de treball siguin
ràpides i precises, garantir la repetibilidad de les
posicions de les peces i la seva amarri amb una
rigidesa suficient. A més, el sistema de subjecció emprat ha de garantir que l'eina de
cort pugui realitzar els recorreguts durant les operacions de tall sense col·lisionar amb
cap utillatge.[1]
Existeixen dos tipus principals de dispositius de fixació:
les bridas d'estrenyi i les mordasses, sent aquestes
últimes les més usuals. Les mordasses empleades poden
ser de base fixa o de base giratòria. Les mordasses de
base giratòria estan muntades sobre un plat circular
graduat. Mordasses poden ser d'accionament manual o
d'accionament hidràulic. Les mordasses hidràuliques
permeten automatitzar l'obertura i el tancament de les
mateixes així com la pressió d'estrenyi. Les taules circulars, els plats giratoris i els
Fabricació per Arrencament de Ferritja
38
mecanismes divisors són elements que es col·loquen entre la taula de la màquina i la
peça per aconseguir orientar la peça en angles mesurables.
A més, hi ha altres dispositius que faciliten el suport com a ranures en V per fixar
rodons o plaques angulars per realitzar xamfrans i utillatges de disseny especial. En
fixar una peça llarga amb un mecanisme divisor poden utilitzar- un contrapunt i
llunetas. Per a la fixació de les peces i els dispositius que s'utilitzen, les taules disposen
d'unes ranures en forma de T en les quals s'introdueixen els cargols que fixen els
utillatges i dispositius utilitzats. També és possible utilitzar dispositius magnètics que
utilitzen imants.
Les fresadores de control numèric poden equipar amb dues taules de treball, la qual cosa
fa possible la càrrega i descàrrega de les peces al mateix temps que s'està mecanitzant
una nova peça amb el consegüent estalvi de temps. La col·locació o el gir de la taula o
dels seus accessoris a la posició de treball poden programar amb funcions específiques
als programes de control numèric.
Mecanisme divisor
Un mecanisme divisor és un accessori de les màquines fresadores i d'altres màquines
eines com perforadores i mandrinadores. Aquest dispositiu es fixa sobre la taula de la
màquina i permet realitzar operacions espaiades angularment respecte a un eix de la
peça a mecanitzar. S'utilitza per a l'elaboració de engranatges, Prismes, escariadors,
eixos ranurats, etc.
La peça a mecanitzar s'acobla a l'eix de treball del divisor, entre el punt del divisor i un
contrapunt. En fresar peces esveltes s'utilitzen també llunetas o suports d'altura
regulable perquè les deformacions no siguin excessives. El divisor directe incorpora un
disc o platet amb diverses circumferències concèntriques, en cadascuna de les quals hi
ha un nombre diferent de forats espaiats regularment. En un d'aquests forats es
posiciona un passador que gira solidàriament amb la manovella de l'eix de
comandament. Si el divisor està automatitzat, la divisió es realitza de forma automàtica,
utilitzant un disc apropiat per a cada cas. Aquest sistema s'empra a mecanitzar grans
quantitats d'eixos ranurats per exemple. La relació de transmissió entre l'eix de
comandament i l'eix de treball depèn del tipus de mecanisme divisor que s'utilitzi. Hi ha
tres tipus de mecanismes divisors: divisor directe, divisor semiuniversal i divisor
universal.
Un divisor directe té un arbre que, per un extrem té una punta cònica per centrar l'eix la
peça, i per l'altre s'acciona directament per la manovella. Alguns d'aquests divisors, en
lloc de tenir discos intercanviables amb forats circunferencils, tenen ranures perifèriques
i el passador de retenció se situa perpendicularment a l'eix de comandament.
Un divisor semiuniversal s'utilitza bàsicament per mecanitzar eixos i engranatges de
moltes dents quan és possible establir una relació exacta entre el moviment de gir de la
peça i el gir de la palanca sobre el platet de forats. Perquè això sigui possible, aquest
tipus de divisor incorpora un mecanisme interior de cargol sense fi i roda helicoïdal que
la seva relació de transmissió (i) usualment és de 40:1 o 60:1, així com diversos discos
intercanviables. En aquests casos, la manovella de comandament ha de donar 40 o 60
voltes per completar una volta en l'eix de treball del divisor. Per girar l'eix de treball una
Fabricació per Arrencament de Ferritja
39
fracció de tornada de valor determinat ha de calcular prèviament el gir que ha de
realitzar la manovella. Per exemple, per al tallat d'un pinyó de 20 dents, la manovella ha
de girar 40/20 = 2 voltes per avançar d'una dent al següent. Si es desitja tallar un
engranatge de 33 dents, la solució és 40/33 = 1+7/33, amb la qual cosa cal instal·lar un
platet que tingui 33 forats i caldrà donar un gir a la manovella d'una volta completa més
7 forats del platet de 33 forats.
El divisor universal és de constitució semblant al divisor semiuniversal i es diferencia
d'aquest últim en què incorpora un tren exterior d'engranatges intercanviables que
permet realitzar la divisió diferencial i tallar engranatges helicoïdals quan s'estableix
una relació de gir del plat divisor amb l'avanç de la taula de la fresadora. La divisió
diferencial s'utilitza quan l'engranatge que es desitja tallar té un nombre de dents que no
és possible fer-ho de forma directa amb els platerets disponibles perquè no es disposa
del nombre de forats que puguin aconseguir un quocient exacte entre el gir de l'eix del
divisor i el de la manovella del platet.[13]
Per al mecanitzat de grans produccions d'eixos ranurats o escariadors, existeixen
mecanismes divisors automàtics amb discos ranurats segons el nombre d'estries dels
eixos. Aquests discos agiliten el treball de forma considerable. El tallat d'engranatges
amb aquests mecanismes amb prou feines s'utilitza en l'actualitat perquè existeixen
màquines per al tallat d'engranatges que aconsegueixen majors nivells de qualitat i
productivitat. Algunes fresadores modernes de control numèric (CNC) disposen de
taules giratòries o capçals orientables perquè les peces puguin ser mecanitzades per
diferents plànols i angles d'aproximació, la qual cosa fa innecessari utilitzar el
mecanisme divisor en aquestes màquines.
Fabricació per Arrencament de Ferritja
40
Eines
Ferese cilíndriques per a diverses aplicacions.
Les eines de cort més utilitzades en una
fresadora es denominen freses, encara que també
poden utilitzar-se altres eines per realitzar
operacions diferents al fresat, com brocas per
trepar o escariadorés. Les freses són eines de tall
de forma, material i dimensions molt variades
d'acord amb el tipus de fresat que es vulgui
realitzar. Una maduixa està determinada pel seu
diàmetre, la seva forma, material constituent, nombres de llavis o dents que tingui i el
sistema de sujección a la màquina.
Els llavis tallants de les freses de acer ràpid (HSS) poden ser rectilinis o helicoïdals, i les
freses que munten plaquitas intercanviables són de carbur metàl·lic com el carbur de
tungstè, conegut com widia, de metalcerámica o, en casos especials, de nitrur de bor
cúbic (CBN) o de diamant policristali (PDC). En general, els materials més durs en els
talls de tall permeten utilitzar majors velocitats de tall, però en ser menys tenaces,
exigeixen una velocitat d'avanç menor. El nombre de llavis o plaquetes de les freses
depèn del seu diàmetre, de la quantitat d'encenall que ha d'arrencar, de la duresa del
material i del tipus de maduixa.
Característiques de les plaquetes insertables.
Maduixa de planejar amb plaquetes insertables quadrades.
Maduixa de perfilar amb plaquetes rodones.
Fabricació per Arrencament de Ferritja
41
La qualitat de les plaquetes insertables se selecciona tenint en compte el material de la
peça, el tipus d'aplicació i les condicions de mecanitzat. La varietat de les formes de les
plaquetes és gran i està normalitzada. Així mateix la varietat de materials de les eines
modernes és considerable i està subjecta a un desenvolupament continu. Els principals
materials de les plaquetes de metall dur para fresat són els que es mostren en la següent
taula:
Material Símbol
Metalls durs recoberts HC
Metalls durs H
Cermets HT, HC
Ceràmiques CA, CN, CC
Nitrur de bor cúbic BN
Diamants policristalinos DP, HC
L'adequació dels diferents tipus de plaquetes segons sigui el material a mecanitzar
s'indiquen a continuació i es classifiquen segons una norma ISO/ANSI per indicar les
aplicacions en relació a la resistència i la tenacitat que tenen.
Codi de qualitats de plaquitas
SÈRIE ISO Característiques
Sèrie P ISO 01, 10, 20, 30, 40, 50 Ideals per al mecanitzat de acer, acer fos, i acer
mal·leable d'encenall llarg.
Sèrie
M ISO 10, 20, 30, 40
Ideals per fresar acer inoxidable, ferrític i
martensítico, acer fos, acer al manganès, fosa
alejada, fosa mal·leable i acer de fàcil mecanització.
Seriï K ISO 01, 10, 20, 30 Ideal per al fresat de fosa grisa, fosa en coquilla, i
fosa mal·leable d'encenall curt.
Seriï N ISO 01, 10. 20, 30 Ideal per al fresat de metalls no-ferris
Seriï S
Poden ser de base de níquel o de base de titani.
Ideals per al mecanitzat d'aliatges termorresistents i
súperaleacions.
Seriï H ISO 01, 10, 20, 30 Ideal per al fresat de materials endurits.
Plaqueta de widia rodona.
Com hi ha tanta varietat en les formes geomètriques, grandàries i angles de tall, existeix
una codificació normalitzada per la Organització Internacional d'Estandardització (ISO
1832 que està composta de quatre lletres i sis nombres on cadascuna d'aquestes lletres i
nombres indica una característica determinada del tipus de plaqueta corresponen.
Fabricació per Arrencament de Ferritja
42
Operacions de fresat
Amb l'ús creixent de les fresadores de control numèric estan augmentant les operacions
de fresat que es poden realitzar amb aquest tipus de màquines, sent així que el fresat s'ha
convertit en un mètode polivalent de mecanitzat. El desenvolupament de les eines ha
contribuït també a crear noves possibilitats de fresat a més d'incrementar de forma
considerable la productivitat, la qualitat i exactitud de les operacions realitzades.
El fresat consisteix principalment en el tall del material que es mecanitza amb una eina
rotativa de diversos talls, que es diuen dents, llavis o plaquitas de metall dur, que
executa moviments d'avanç programats de la taula de treball en gairebé qualsevol
adreça dels tres eixos possibles en els quals es pot desplaçar la taula on va fixada la peça
que es mecanitza.
Les eines de fresar es caracteritzen pel seu diàmetre exterior, el nombre de dents, el pas
de les dents (distància entre dues dents consecutives) i el sistema de fixació de la
maduixa en la màquina.
En les fresadores universals utilitzant els accessoris adequats o en les fresadores de
control numèric es pot realitzar la següent relació de fresats.
Fresa de planejar de plaquetes de metall dur.
Planejat. L'aplicació més freqüent de fresat és el planejat, que té per objectiu
aconseguir superfícies planes. Per al planejat s'utilitzen generalment freses de
planejar de plaquetes intercanviables de metall dur, existint una gamma molt
variada de diàmetres d'aquestes freses i del nombre de plaquetes que munta cada
maduixa. Els fabricants de plaquetes recomanen com a primera opció l'ús de
plaquetes rodones o amb angles de 45º com a alternativa.
Fresat en esquadra. El fresat en esquadra és una variant del planejat que
consisteix a deixar graons perpendiculars en la peça que es mecanitza. Per a això
s'utilitzen plaquetes quadrades o ròmbiques situades en el portaeines de forma
adequada.
Cubicatge. L'operació de cubicatge és molt comú en fresadores verticals o
horitzontals i consisteix a preparar els trosos de metall o un altre material com
marbre o granit en les dimensions cúbiques adequades per a operacions
posteriors. Aquest fresat també es realitza amb freses de planejar de plaquetes
intercanviables.
Cort. Una de les operacions inicials de mecanitzat que cal realitzar consisteix
moltes vegades a tallar les peces a la longitud determinada partint de barres i
perfils comercials d'una longitud major. Per al tall industrial de peces s'utilitzen
Fabricació per Arrencament de Ferritja
43
indistintament serres de cinta o fresadores equipades amb freses cilíndriques de
cort. El significatiu de les freses de cort és que poden ser de acer ràpid o de
metall dur. Es caracteritzen per ser molt primes (de l'ordre de 3 mm encara que
pot variar), tenir un diàmetre gran i un dentat molt fi. S'utilitzen freses de disc
relativament poc espessor (de 0,5 a 6 mm) i fins a 300 mm de diàmetre amb les
superfícies laterals “retranqueadas” per evitar el fregament d'aquestes amb la
peça.
Ranurat recte. Per al fresat de ranures rectes
s'utilitzen generalment freses cilíndriques amb
l'amplària de la ranura i, sovint, es munten diverses
freses en l'eix portafreses permetent augmentar la
productivitat de mecanitzat. Al muntatge de diverses
freses cilíndriques se li denomina tren de fresadores o
fresadores compostes. Les fresadores cilíndriques es
caracteritzen per tenir tres arestes de cort: la frontal i
les dos laterals. En la majoria d'aplicacions s'utilitzen freses d'acer ràpid ja que
les de metall dur són molt cares i per tant solament s'empren en produccions
molt grans.
Ranurat de forma. S'utilitzen freses de la forma adequada a la ranura, que pot
ser en forma de T, de cua d'oreneta, etc.
Ranurat de chaveteros. S'utilitzen freses cilíndriques amb mànec, conegudes
en l'argot com a ballarines, amb les quals es pot avançar el tall tant en adreça
perpendicular al seu eix com a paral·lela a est.
Copiat. Per al fresat en copiat s'utilitzen fresadores amb plaquetes de perfil rodó
a fi de poder realitzar operacions de mecanitzat en orografies i perfils de
cares canviants. Existeixen dos tipus de freses de copiar: les de perfil de
mitja bola i les de cant rodó o tóricas.
Fresat de cavitats. En aquest tipus d'operacions és recomanable realitzar un
trepant previ i a partir del mateix i amb fresadores adequades abordar el
mecanitzat de la cavitat tenint en compte que els radis de la cavitat han de ser
almenys un 15% superior al radi de la maduixa.
Torn-fresat. Aquest tipus de mecanitzat utilitza la interpolació circular en
fresadores de control numèric i serveix tant per al tornejat de forats de precisió
com per al tornejat exterior. El procés combina la rotació de la peça i de l'eina de
fresar sent possible aconseguir una superfície de revolució. Aquesta superfície
pot ser concèntrica respecte a la línia central de rotació de la peça. Si es desplaça
la maduixa cap amunt o cap avall coordinadament amb el gir de la peça poden
obtenir geometries excèntriques, com el d'una leva, o fins i tot el d'un arbre de
levas o un cigonyal. Amb el desplaçament axial és possible aconseguir la
longitud requerida.
Fabricació per Arrencament de Ferritja
44
Fresat de rosques. El fresat de rosques requereix una fresadora capaç de
realitzar interpolació helicoïdal simultània en dos graus de llibertat: la rotació de
la peça respecte a l'eix de l'hèlix de la rosca i la translació de la peça en l'adreça
d'aquest eix. El perfil dels talls de tall de la maduixa han de ser adequats al tipus
de rosca que es mecanitzi.
Fresat frontal. Consisteix en el fresat que es realitza amb freses helicoïdals
cilíndriques que ataquen frontalment l'operació de fresat. En les fresadores de
control numèric s'utilitzen cada vegada més freses de metall dur totalment
integrals que permeten treballar a velocitats molt altes.
Fresat d'engranatges. El fresat de engranatges amb prou feines es realitza ja en
fresadores universals mitjançant el plat divisor, sinó que es fan en màquines
especials cridades talladores d'engranatges i amb l'ús de freses especials del
mòdul de dent adequada.
Trepat, escariat i mandrinat. Aquestes operacions es realitzen habitualment en
les fresadores de control numèric dotades d'un magatzem d'eines i utilitzant les
eines adequades per a cada cas.
Fresat en rampa. És un tipus de fresat habitual en el mecanitzat de motlles que
es realitza amb fresadores copiadores o amb fresadores de control numèric.
Fabricació per Arrencament de Ferritja
45
Serres
Les serres són màquines eina destinades a tallar perfils metàl·lics.
Hi ha tres tipus bàsics de serres:
·Les de vaivé disposen d'un arquet i fan un moviment rectilini alternatiu. No poden
assolir grans velocitats a causa del canvi de sentit constant del seu moviment i del fet
que només tallen quan fan el moviment de retrocés.
·Les de cinta disposen d'una serra en forma de cinta
tancada pels extrems que es va movent sempre en el mateix
sentit. Són molt ràpides, ja que no tenen moviments
improductius com les de moviment rectilini alternatiu, i
com que fan un moviment de sentit únic, poden assolir
velocitats elevades.
·Les serres circulars disposen d'un disc metàl·lic amb dents tallants a tota la seva
perifèria. Igual que les de cint, també assoleixen velocitats elevades gràcies al seu
moviment en un sol sentit. L'inconvenient d'aquestes serres és que el gruix de la peça
que s'ha de tallar queda limitat al radi del disc.
Brotxat
El brotxat és un procés en el qual una eina llarga de puntes múltiples es fa penetrar en
un forat o en el qual passar sobre la superfície de la peça de treball. La brotxa té una
sèrie de dents consecutives, i l'altura de cada filera augmenta en forma progressiva.
L'altura variable de les dents de la brotxadora permet remoure el material amb la
profunditat desitjada de tall. El brotxat s'utilitza per produir superfícies internes i
externes, planes i irregulars. El contorn de les arestes tallants de les brotxes determinen
la forma de la superfície, la qual és " imatge de mirall" del perfil de brotxat. El brotxat
és continu, amb moviments de tall rectilinis, aplicats a la brotxa o a la peça de treball.
Les brotxes estan construïdes per a moviment d'avenç o retrocés a la peça de treball. Les
brotxadores consisteixen en un sostenidor per a la peça de treball, columna de suport, i
un mecanisme per a avenç de l'eina o de la peça de treball; aquesta se subjecta en
dispositius o es munta a la taula de la maquina. La unitat d'avenç consta del portaeines i
algun mecanisme mecànic o hidràulic, per estirar o empènyer de la brotxa. Quan es tira
de la brotxa, es necessiten sostenidors per contrarestar la força de tracció requerida
durant l'acció de cort.
Brotxadores Horitzontals (de tracció o de tall continuo)
La unitat de tall té impulsió mecànica o hidràulica. Poden treballar en superfícies
internes i externes, en peces de treball grans. S'utilitzen per a treball extern per exemple
Fabricació per Arrencament de Ferritja
46
ranures i altres formes irregulars. La brotxadora horitzontal té major capacitat que la
vertical, a més pot rebre peces de treball de major mida, poden utilitzar brotxes més
grans i fer el treball en una sola passada.
Brotxadores Verticals
Són del tipus d'acció ascendent o descendent. La brotxa vertical se sembla al raspall de
colze vertical, amb la diferència que pot utilitzar un gran numero de brotxes.
Les brotxadores verticals descendents tenen un mecanisme que fa baixar la guia o pilot
(extrem petit de la brotxa) a un forat a la peça de treball. Després es connecten tiradors
automàtics per a les brotxes que tiren d'elles cap a baix sobre la peça de treball.
Les brotxadores verticals ascendents tenen la peça de treball col·locada de sota de la
taula. La brotxa s'avança contra la peça des de baix, es connecta amb un mecanisme de
tracció de brotxes i la puja sobre la peça de treball.
Brotxadores Verticals Para Superficies
S'utilitzen per empènyer la brotxa cap a baix contra la peça de treball. La brotxa aquesta
muntada en una colissa vertical subjecta a la columna. Aquesta maquina és per a treball
pesat. La taula pot tenir moviment lateral i rotatori.
Brotxadores Contínues Per Superficies
Tenen major capacitat de producció. Les peces de treball es carreguen en un mecanisme
d'impulsió del tipus de cadena i es tira d'elles per passar davant les brotxes amb una
cadena contínua. Les peces de treball es carreguen en un extrem passen davant les
brotxes i es descarreguen en l'altre extrem.
Rectificadora
La rectificadora és una màquina eina, utilitzada per aconseguir mecanitzacions de
precisió tant en dimensions com en acabat superficial, de vegades una operació de
rectificació la segueixen altres de polit. Les peces que es rectifiquen són principalment
d'acer endurit mitjançant tractament tèrmic, utilitzant per a això discs abrasius robustos,
anomenats queixals. Les parts de les peces que se sotmeten a rectificació han estat
mecanitzades prèviament en altres màquines eines abans de ser endurides per tractament
tèrmic i s'ha deixat només un petit excedent de material perquè la rectificadora el pugui
eliminar amb facilitat i precisió. La rectificació, polit i carejat també s'aplica en la
fabricació de cristalls per a lents.
Fabricació per Arrencament de Ferritja
47
Les rectificadores per a superfícies planes, conegudes com a planejadores i
tangencials són molt senzilles en cas de manejar, perquè consisteixen en una capçal
proveït del queixal i un carro longitudinal que es mou en forma de vaivé, on va subjecta
la peça que es rectifica. La peça moltes vegades se subjecta en una plataforma
magnètica. Les peces més comunes que es rectifiquen en aquestes màquines són
matrius, falques i ajusts amb superfícies planes.
La rectificadora sense centres (centerless), consta
de dos queixals i s'utilitzen per a la rectificació de
petites peces cilíndriques, com a bulones, casquets,
passadors, etc. Són màquines permet que automatitzar
l'alimentació de les peces i per tant tenir un
funcionament continu i per tant la producció de grans
sèries de la mateixa peça. La rectificació sense centres
pertany als processos de rectificadora cilíndrica
d'exteriors. Al contrari de la rectificació entre centres,
la peça no se subjecta durant la rectificació i per tant
no es necessita un contrapunt o un mecanisme de
fixació en els extrems. En lloc d'això es recolza la peça amb el seu superfície sobre la
platina de suport i es col·loca entre el disc rectificador que gira ràpidament i la platina
regulable petita que es mou lentament. La platina de suport de la rectificadora (també
cridada regla de suport o regla de direcció està generalment posicionada així que el
centre de l'eix de la peça es troba sobre la línia d'unió entre els punts mitjos del disc
regulable i del disc rectificador. Més, la platina de suport està bisellada per sostenir la
peça al disc regulable i el disc rectificador. El disc regulable està fet d'un material tou,
per exemple una barreja de cautxú que pot tenir grans durs per garantir la força
d'acoblament entre la peça i el disc regulable.
Les rectificadores universals són les rectificadores més versàtils que existeixen perquè
poden rectificar tot tipus de rectificacions en diàmetres exteriors d'eixos, com en forats
si s'utilitza el capçal adequat. Són màquines de gran envergadura el capçal de la qual
porta moles té un variador de velocitat per adequar-lo a les característiques del queixal
que porta incorporat i al tipus de peça que rectifica.
Fabricació per Arrencament de Ferritja
48
Con Morse Es denomina con Morse al mètode d'acoblament cònic mes àmpliament utilitzat en torns i trepants perquè s'acoblin en ells els portabroques, o directament les broques o altres elements de major diàmetre, el mànec dels quals sigui també un con Morse. Va ser proposat
per Stephen A. Morse aproximadament el 1864. Els cons Morse són de col·locació ràpida i senzilla. Es fabriquen amb acer temperat i dur. Les
dimensions dels cons Morse es troben en els prontuarios de mecanització. Estan normalitzats quant a conicitat i longitud, dividit en vuit mides, Con Morse 0, Con Morse 1, Con Morse 2, Con Morse 3, Con Morse 4, Con Morse 5, Con Morse 6 i Con Morse 7.
Mesures
Existeixen adaptadors de con Morse, reductors denominats, que permeten la col·locació de broques o elements amb con de número inferior en un allotjament el con del qual Morse sigui superior.
Con
Mor
se
Angl
e
D D1 d d1 d2 d3
màx
.
d4
màx
.
d5 l1
màx.
l2
mà
x.
l3
màx.
l4
màx
.
l5
min
.
l6
0 1:19,
212
9,04
5
9,
2
6,
4
- 6,
1
6 6 6,
7
50 53 56,
3
59
,5
52 49
1 1:20,
047
12,0
65
12
,2
9,
4
M
6
9 8,
7
9 9,
7
53,
5
57 62 65
,5
56 52
2 1:20,
020
17,7
80
18 14
,6
M
10
14 13
,5
14 14
,9
64 69 75 80 67 62
3 1:19,
922
23,8
25
24
,1
19
,8
M
12
19
,1
18
,5
19 20
,2
80,
1
86 94 99 84 78
4 1:19,
254
31,2
67
31
,6
25
,9
M
16
25
,2
25
,2
24 26
,5
102
,5
10
9
117
,5
12
4
10
7
98
5 1:19,
002
44,3
99
44
,7
37
,6
M
20
36
,5
35
,7
35
,7
38
,2
129
,5
13
6
149
,5
15
6
13
5
12
5
6 1:19,
180
63,3
48
63
,8
53
,9
M
24
52
,4
51 51 54
,6
182 19
0
210 21
8
18
8
17
7
7 1:19,
231
83,0
58
- - - - - - - - - - - - -
Fabricació per Arrencament de Ferritja
49
Intruments de Mesura - Cintes, metres i regles d’acer.
- Peu de rei o calibre: el peu de rei consta
de dues parts: un regle fix graduat en
divisions que normalment tenen un valor
d’1 mm, i un altre mòbil anomenat nònius,
on es poden llegir les dècimes.
- Micròmetre o pàlmer: és un aparell que serveix per a
mesurar amb precisió dimensions de l'ordre de
mil·lèsimes de mil·límetre. El instrument, d'aspecte
similar al d'una falç, es basa en un cargol de pas constant
roscat interiorment que en anar girant desplaça un tambor
graduat on indica la distància recorreguda linealment pel cargol.
Instruments de Comparació
- Galgues: són instruments de comparació de mesura fixa que serveixen de
patró o mesura de referència.
- Comparadors: determina la diferència dimensional que pot
haver-hi entre dues peces.
- Calibradors passa-no passa: serveixen per verificar les
peces que es produeixen en un sistema de fabricació en
sèrie, i comprovar si na dimensió determinada es troba dins el marge
d’error permès.
- Goniòmetre:serveix per mesura el angles.
- Gramil: Consisteix d'una barra, un capçal i un
implement de traçat que pot ser una punta, una fulla, un bolígraf
o una roda. El capçal llisca al llarg de la barra i pot fixar-se en
algun tram mitjançant diferents instruments, ja sigui un cargol de
retenció, una lleva de control o una falca.
Fabricació per Arrencament de Ferritja
50
Llimadora
La llimadora mecànica és una màquina eina per a la mecanització de peces per
arrencada d'encenall, mitjançant el moviment lineal alternatiu de l'eina o moviment de
cort. La taula que subjecta la peça a mecanitzar realitza un moviment d'avenç
transversal, que pot ser intermitent per realitzar determinats treballs, com la generació
d'una superfície plana o de ranures equidistants. Així mateix, també és possible
desplaçar verticalment l'eina o la taula, manualment o automàticament, per augmentar la
profunditat de passada.
La llimadora mecànica permet la mecanització de peces petites i mitjanes i, pel seu fàcil
maneig i baix consum energètic, és preferible el seu ús al d'altres màquines eina per a la
generació de superfícies planes de menys de 800 mm de longitud.
Tipos de llimadores:
- Llimadora ordinària: No té taula i mecanitza peces grans realitzant el moviment
d'avenç per desplaçament transversal del carner.
- Llimadora sense taula
- Llimadora copiadora.
- Llimadora vertical.
Electroerosió
La electroerosió és un procés de fabricació, també conegut com Mecanitzat per
Descàrrega Elèctrica o EDM (Pel seu nom en engonals, Electrical Discharge
Machining).
El procés d'electroerosió consisteix en la generació d'un arc elèctric entre una peça i un
elèctrode en un mig dielèctric per arrencar partículas de la peça fins a aconseguir
reproduir en ella les formes de l'elèctrode. Ambdós, peça i elèctrode, han de ser
conductors, perquè pugui establir-se l'arc elèctric que provoqui l'arrencada de material.
Bàsicament té dues variants:
1. El procés que utilitza l'elèctrode de forma, conegut com Ram EDM, on el terme
ram podria traduir-se de l'anglès com "carner" i és il·lustratiu de el "xoc" de
l'elèctrode contra la peça o viceversa (peça contra l'elèctrode).
2. La que utilitza l'elèctrode de fil metàl·lic o filferro fi, WEDM (on les sigles
descriuen en anglès Wire Electrical Discharge Machining).
Fabricació per Arrencament de Ferritja
51
Procés d'electroerosió amb elèctrode de forma
Durant el procés d'electroerosió la peça i l'elèctrode se situen molt propers, deixant un
buit que oscil·la entre 0,01 i 0,05 mm, pel qual circula un líquid dielèctric (normalment
oli de baixa conductivitat). En aplicar una diferència de tensió contínua i pulsant entre el
dos, es crea un camp elèctric intens que provoca el gradual augment de la temperatura,
fins que el dielèctric es vaporitza.
En desaparèixer l'aïllament del dielèctric salta l'espurna, incrementant la temperatura
fins als 20.000 ºC, vaporitzant-se una petita quantitat de material de la peça i l'elèctrode
formant una bombolla que fa de pont entre ambdues.
En anul·lar el pols de la font elèctrica, el pont es trenca separant les partícules del metall
en forma gasosa de la superfície original. Aquests residus se solidifiquen al contacte
amb el dielèctric i són finalment arrossegats pel corrent juntament amb les partícules de
l'elèctrode.
Depenent de la màquina i ajustos en el procés, és possible que el cicle complet es
repeteixi milers de vegades per segon. També és possible canviar la polaritat entre
l'elèctrode i la peça.
El resultat desitjat del procés és l'erosió uniforme de la peça, reproduint les formes de
l'elèctrode. En el procés l'elèctrode es desgasta, per això és necessari desplaçar-ho cap a
la peça per mantenir el buit constant. En cas que el desgast sigui sever, l'elèctrode és
reemplaçat. Si es vol un acabat precís (tolerància de forma +-0.05 mm cal la utilització
de 2 elèctrodes).
La rugosidad superficial (vdi) que s'obté en un procés d'electroerosió per penetració pot
establir-se prèviament, dins d'uns límits, en programar la maquina. Aquesta rugositat
pot variar entre 48 vdi (acabat molt rugos ) i 0 vdi (acabat sense rugositat però
impossible d'aconseguir, un 26 vdi és un acabat gairebé perfecte) Les taxes d'arrencada
de material amb elèctrode de forma són de l'ordre de 2 cm3/h.
Màquines d'electroerosió amb fil
A diferència de les màquines d'electroerosió amb elèctrode de forma a les quals la
polaritat aplicada pot ser invertida, la polaritat en el procés d'electroerosió amb fil és
constant, o sigui que la "taula" o marc on les peces són muntades per ser treballades és
terra; això significa que és de polaritat negativa. El fil, per tant, és el component
mecànic al que la càrrega positiva és dirigida.
Totes les màquines reben un fil a manera que aquest es tensiona en forma vertical (axial
"Z"), per produir corts i moviments en axials "X" i "I". Mes en la seva majoria, les
màquines d'electroerosió amb fil tenen la capacitat de moure els seus components per
ajustar el fil vertical i produir un angle limitat de cort (axials "O" i "V"). En maquinària
més elaborada, l'electroerosió amb fil és possible mentre la peça és rotada (cambra axial
Fabricació per Arrencament de Ferritja
52
de moviment), això significa que mentre la peça està en un moviment rotacional, altres
moviments axials són simultàniament possibles.
L'eficiència, exactitud i complexitat amb que la peça ha de ser treballada és afectada per
la qualitat, condició i funcionalitat de la màquina a ser utilitzada.
La grandària del recipient, contenidor del líquid, pot ser un factor determinant a quantes
peces i grandària de les peces que poden ser preparades per al procés.
Fabricació per Arrencament de Ferritja
53
Bibliografia
VIQUIPÈDIA. Torn.
http://ca.wikipedia.org/wiki/Torn. [consulta: 18.10.2010].
VIQUIPÈDIA. Fresadora.
http://ca.wikipedia.org/wiki/Fresadora. [consulta:18.10.2010].
WIKILINGUE. Torn.
http://ca.wikilingue.com/es/Torn#Torno_copiador. [consulta: 19.10.2010].
WIKILINGUE. Torn Paral·lel.
http://ca.wikilingue.com/es/Torn_paral%C2%B7lel. [consulta: 18.10.2010].
WIKILINGUE. Torn automàtic.
http://ca.wikilingue.com/es/Torn_autom%C3%A0tic. [consulta:19.10.2010].
WIKIPEDIA. Torno.
http://es.wikipedia.org/wiki/Torno. [consulta: 18.10.2010].
WIKIPEDIA. Màquina herramienta.
http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_herramienta. [consulta:
18.10.2010].
WIKIPEDIA. Mecanizado.
http://es.wikipedia.org/wiki/Mecanizado. [consulta: 17.10.2010].
WIKIPEDIA. Moleteado.
http://es.wikipedia.org/wiki/Moleteado. [consulta: 18.10.2010].
MONOGRAFIAS. Elementos Roscados.
http://www.monografias.com/trabajos12/rosytor/rosytor.shtml. [consulta:
19.10.2010].
WIKIPEDIA. Roscado.
http://es.wikipedia.org/wiki/Roscado. [consulta: 19.10.2010].
CRYSTEC. Rectificadoras planeadoras.
http://www.crystec.com/kmisfgs.htm. [consulta: 19.10.2010].
WIKIPEDIA. Cono Morse.
http://es.wikipedia.org/wiki/Cono_Morse. [consulta: 22.10.2010].
WIKIPEDIA. Electroerosión.
http://es.wikipedia.org/wiki/Electroerosi%C3%B3n. [consulta: 23.10.2010].
