EL TORN

1. El tornejat

El tornejament és l’operació de mecanització que consisteix en l’arrencament de material de peces que giren al voltant d’un eix (Figura 11.1). La màquina utilitzada en aquesta operació es denomina torn.

L’operació de tornejament es du a terme mitjançant dos moviments bàsics: el moviment de tall de material, que és rotatiu sobre la peça, i el moviment d’avanç, perpendicular a l’eix de rotació i que és realitzat per l’eina de tall.

2. Moviments.

Els moviments relatius entre peça i eina que permeten el tornejat són:

Moviment de tall “L”És el moviment principal, que permet tallar el material. El moviment és rotatiu i ho posseeix la peça a treballar.

Moviment d'avanç “A”És el moviment rectilini que obliga a l'eina a desplaçar-se al llarg de la superfície per a trobar sempre nou material a separar

Moviment de penetració “P”És el moviment que determina la profunditat del tall al empènyer l'eina cap a l'interior de la peça i regular així fa profunditat de passada i l'espessor de la ferritja.

El tornejat, com tots els altres treballs efectuats amb màquines eina, té lloc mitjançant l'arrencada progressiva de material (ferritja) de la peça a treballar. La ferritja és arrencada per una eina d'una sola punta, en l'extrem de la qual s'han tallat un o dos fils anàlegs al del cisell . La part tallant de l'eina ha de tenir una duresa superior a la del material a treballar.L'eina U treballa penetrant en la peça P. El moviment rotatiu uniforme d'aquesta última al voltant de l'eix de rotació A, permet una separació contínua i regular del material. La força necessària per a arrencar la ferritja T s'imprimeix a la peça a treballar, mentre que l'eina, rígidament fixada a un portaeines, contraresta la reacció d'aquesta força.

3. Parts del torn

Un torn és una màquina capaç de realitzar treballs de mecanització per arrencada de metall en forma d’escapçadures metàl·liques. El torn convencional és l’anomenat torn paral·lels.Els elements constructius bàsics de què està proveït un torn convencional són la bancada, els capçals fix i mòbil, el plat de garres i el carro principal.

Bancada

La bancada és l’estructura que aguanta tots els elements que formen el torn. Està elaborada amb fosa d’alta duresa i resistència, fet que la fa capaç de suportar peces molt pesades.

Capçal fix

El capçal fix està unit a la bancada i s’hi ubiquen totes les parts mòbils que generen el moviment. Consta dels elements següents:Caixa de velocitats del fuset principal.Caixa de velocitats del fuset de cilindrar. Motor elèctric del torn.Fuset o eix principal.

Capçal mòbil

Es desplaça en forma de "V" a través de les guies metàl·liques que estan unides a la bancada i gràcies a una maneta que el conté. L “avanç del capçal es mesura sobre un sector graduat. Per realitzar operacions de trepatge, la broca se subjecta sobre un con Morse

Plat de garres

Els plats de garres són els mecanismes que s’usen per a la subjecció de les peces durant el procés de tornejament (Figura 12.3). Gràcies al moviment d’adaptació de les seves garres, aquests plats poden subjectar peces de diferents mides i formes.Els plats més utilitzats als torns són els de tres garres, per subjectar objectes de geometria circular, i els de quatre garres, per als objectes amb for mes rectangulars.

Carro principal

El carro principal és el conjunt de mecanismes que es troba entre el capçal fix i el capçal mòbil. La seva missió és fixar les eines que realitzaran el tall i efectuar els moviments necessaris per a la mecanització de la peça, desplaçant-se sobre les guies prismàtiques de la bancada.

El carro principal està format pels següents elements (Figura 12.4):

El carro transversal: el seu desplaçament pot ser manual o automàtic, es realitza de forma perpendicular al carro principal i es mesura sobre un tambor graduat, de la mateixa manera que el del capçal mòbil. El carro transversal sosté el carro superior.El carro superior: que pot girar respecte de l’eix. Està subjecte per una plataforma de forma circular degudament graduada i, al seu torn, suporta la torreta porta ganivetes.El davantal: es troba a la part inferior del carro principal. Al davantal hi ha situades les manetes i les palanques de funcionament, que serveixen per desplaçar el carro principal. Conté tots els mecanismes que transmeten els moviments al carro transversal.El porta ganivetes: situat sobre el carro superior, és la peça encarregada de sostenir l’eina de tall amb què es realitza el tornejament. Existeixen diversos tipus de torretes porta ganivetes depenent de si el torn és manual o de control numèric (CNC). La torreta més utilitzada als torns paral-lel és l’anomenada de forma quadrada.

4. Treballs més usuals realitzats amb torns

Els treballs més usuals que es realitzen en un torn són el cilindratge, el tornejament cònic, l’escairament, el roscatge, el trepatge i el moletejat.

CilindratgeAquesta operació modifica uniformement els diàmetres de peces cilíndriques mitjançant el desplaçament de la ganiveta paral·lelament a l’eix de gir i el tall perpendicular corresponent. Amb el cilindratge es poden augmentar diàmetres interiors o reduir diàmetres exteriors (Fig. 12.10).Tornejament cònicAquesta operació consisteix en el desplaçament de la ganiveta de forma no paral·lela a l’eix de gir, aquesta forma s’aconsegueixen peces amb forma cònica (Fig. 12.11).Escairament

Mitjançant aquesta operació s’obtenen plans perpendiculars a l’eix de gir

(Fig. 12.12).Roscatge

Amb el torn es poden mecanitzar rosques, tant en superfícies exteriors com

interiors, per aconseguir una correcta unió d’elements (Fig. 12.13).TrepatgeConsisteix en produir un forat en una peça de treball. Per realitzar trepants amb el torn, s’haurà de col·locar una broca al capçal mòbil i aquests trepants només es podran realitzar al centre de la peça (Fig. 12.14).MoletejatEn aquest procés, per donar a la peça la forma desitjada, en comptes de fer servir ganivetes, s’usen moletes que pressionen la peça mentre gira

(Fig. 12.15).

Fig.12.10 Fig.12.11

Fig.12.12 Fig.12.13

Fig.12.14 Fig.12.15

Mitjançant el tornejat es poden treballar superfícies de diferents formes;A.- Superfícies cilíndriques exteriors B.- Superfícies cilíndriques interiorsC.- Superfícies còniques exteriors D.- Superfícies còniques interiors E.- Superfícies perfiladesF.- Roscats exteriors G.- Roscats interiors

5. Eines

Les eines emprades en el tornat són molt nombroses, a causa de els múltiples treballs que la màquina permet efectuar. A més de les eines de cap simple, pròpies del torn per a tornejar exteriors i mandrinar interiors, s’utilitzen també en el torn eines pròpies d’altres màquines eina, com la broca helicoïdal, eines per a roscar, etc.

5.1 Materials de les eines

Els materials per a la fabricació d’eines variarà en major part depenen el tipus de material que treballem o també segons les condiciones mecàniques que vulguem. Les principals propietats mecàniques que desitgem i els materials més emprats són els següents:

* Eines de Acer ràpid, conegudes com HSS

* De esquerra a dretes; eines de metall dur amb plaquetes soldades, barres de acer ràpid HSS, plaquetes intercanviables, i broques (d’aixamfranar, de puntejar i de trepanar)

* Denominació i aplicació de les eines de metall dur:

5.2 Geometries que han de reunir les eines

5.2.1 Angles de treball

L’eina pròpia del torn està formada per un mànec o cos mitjançant el qual es fixa al portaeines i per un cap, que és la part activa de l’eina sobre la que es disposen un o més talls.

α= Angle d’incidència Evita el fregament entre la cara d’incidència i la superfície de la peça mecanitzada.

Β= Angle del fil de l’einaInflueix en la robustesa de l’eina

ϒ= Angle de desprenimentInflueix en els esforços i potencia de tall així com la forma de la ferritja i la seva evacuació

λ= Angle d’inclinacióOrienta la sortida de la ferritja

* annex “Herramientas de corte” més informació sobre les formes, materials, aplicacions i tipus d’eines.5.2.2. Valors de referència dels angles segons el material a treballar

Per a cada tipus d'eines els angles α, β, ϒ es trien segons la duresa i qualitat del material a treballar.

A la taula s'indiquen els valors mitjos, purament indicatius, dels angles α, β, ϒ. A continuació veurem

una taula amb els valors dels angles d'eines d'acer ràpid per als diversos materials a treballar.

* Aquest angles variarien depenent també segons l’operació a realitzar

5.3. Direcció de tall

La peça a treballar pot ser tornejada fent avançar l'eina cap a la dreta o cap a l'esquerra.En el primer cas, orientant la punta de l'eina cap a nosaltres, presenta el tall principal a l'esquerra i es diu per això eina a l’esquerra. L’eina a l’esquerra talla cap a la dreta.En el segon cas l'eina presenta el tall a la dreta i es diu eina a la dreta. L’eina a la dreta talla cap a l’esquerra.

5.4 Principals eines de cap simple

5.5 Fixació de l’eina al torn

Normalment l’eina sempre va allotjada en el porta eines (porta ganivetes), ara bé hi han diferents mecanismes de subjecció de l’eina.

Portaeines de torreta

El portaeines de torreta permet fixar simultàniament quatre eines. El portaeines de torreta pot girar al voltant del seu eix vertical, presentant així a la peça les diferents eines en l'ordre exigit per les fases del treball.La regulació de l’alçada de la punta de l’eina es realitzarà amb suplements (gruixos) per baix de l’eina en el cas que la tinguem que aixecar o suplements en la part contrària al fil de tall de l’eina per inclinar-la i així aconseguir reduir l’alçada de l’eina, en aquesta última opció el problema que tindrem serà que així variem els angles de tall.

Portaeines de torreta amb regulació de l'alçada de l'eina

Es tracta de portaeines que permeten regular l'alçada de l'eina per mitjà de els cargols V, sense haver de recórrer a les xapes de gruix. El portaeines pot estar fixat en tres posicions diferents sobre el bloc central giratori que constitueix la torreta. El bloqueig a l'altura desitjada s'efectua mitjançant una excèntrica E. L'orientació del bloc central giratori en la posició desitjada s'obtémitjançant la clavilla de posició S.

Normes principals per a fixar l'eina

La part de l'eina que sobresurt del portaeines ha de ser reduïda, a fi d'evitar que formi un braç de palanca excessiu. S'ha d'evitar en realitat que l'eina estigui sotmesa a oscil·lacions elàstiques, encara que siguin petites.Sempre, per aquesta raó. han de col·locar-se les xapes de gruix de manera que el mànec de l'eina es doni suport completament sobre elles en tota la seva longitud.Quan la disposició de les xapes és correcte, el braç de palanca b de l'eina resulta menor que el braç b1, determinat per una disposició errònia de les mateixes.

Ha de disposar-se el mànec de l'eina en posició perfectament perpendicular respecte a la superfície a treballar.En el cas que el mànec de l'eina es col·loqui inclinat respecte a la direcció de l'avanç, l'eina pot flectar o clavar-se en la peça.

Variacions dels angles α, β, ϒ segons la posició de l’eina.

Al determinar els valors dels angles α, β, ϒ segons el material a treballar se han considerat els angles propis de l’eina.Però el seu valor es relatiu, perquè pot variar al modificar-se la posició de l’eina respecte a la peça a treballar. a.- El tall de l’eina y l’eix de la peça estan situats sobre el mateix pla horitzontal.En aquest cas els valors reals dels angles α, ϒ coincideixen amb els valors propis de l’eina.

b.- El tall es troba per sota del pla horitzontal que passa per l’eix de la peça. En aquest cas, els valors reals dels angles α, ϒ són diferents: ϒ angle de despreniment ( resulta menor, pot anul·lar-se o arribar a ser negatiu, mentre que el valor real de l’angle α, resulta major que el valor propi de l’eina. Esta disposició s’utilitza algunes vegades en treballs d’acabament.

c.- El tall es troba per sobre del pla horitzontal que passa per l’eix de la peça. En aquest cas augmenta el valor de ϒ y disminueix el de α, Esta disposició se s’utilitza algunes vegades per a treballar materials lleugers.

En els tres casos considerats el valor del angle del tall β resta invariable y la suma dels tres angles és sempre igual a 90°.

6. Equips per a fixar la peça a treballar

Els equips i sistemes per a fixar al torn la peça a treballar varien segons la forma i dimensions de la pròpia peça.Les peces a tornejar, de forma allargada, es fixen, entre les puntes del fusell i del capçal mòbil. Les peces cilíndriques buides es munten sobre arbres que, al seu torn, es fixen entre els punts.Les peces de longitud limitada es fixen entre les mordasses del plats universal (auto-centrable) o, si són de forma irregular, mitjançant un plat de mordasses independents.Les peces de petites dimensions es fixen amb les pinces. Si les peces a treballar tenen una forma molt allargada, per a eliminar la flexió i les vibracions, s'interposa la lluneta, fixao mòbil.

6.1. Posicionat de les mordasses (plat de garres)

Cada mordassa està formada per una superfície ratllada que serveix per a augmentar el fregament entre la pròpia mordassa i la peça. Les mordasses poden utilitzar-se de diferent forma, segons la peça a fixar.

Peces cilíndriques massisses.Per a les peces cilíndriques massisses, de petites dimensions, s'utilitza la part ratllada que mira cap a l'eix del plat.

Peces anulars.Per a les peces anulars s'utilitza la part ratllada que mira cap a l'exterior.

Peces en forma de disc.Per a les peces cilíndriques de dimensions considerables (en forma de disc), se substitueixen les mordasses normals per altres invertides.

Mordasses toves.Per a treballs precisos d'acabat es, adopten generalment unes - mordasses toves -, que es fixen amb cargols sobre mordasses especials fixades al plat universal.Es tracta de mordasses de material tou, és a dir, no tractat tèrmicament, a fi que puguin ser tornejades o treballades fàcilment.El ràdi de les superfícies de bloqueig de les mordasses ha de ser igual al ràdi de la peça a treballar. D'aquesta forma s'obté un centrat perfecte.

* ALTRES TIPUS DE SUBJECCIÓ:

6.2. Brida i plat d'arrossegament

Ja que la peça fixada entre els punts ha de girar amb el mateix nombre de revolucions que el fusell malgrat la resistència oposada per l'eina, es fa girar la peça mitjançant la brida d'arrossegament S, fixada a ella mitjançant un cargol, i el plat d'arrossegament D, cargolat al fusell.Per a evitar el perill d'accident que representa el grup brida - plat d'arrossegament, és preferible utilitzar en lloc del plat d'arrossegament un cilindre d'arrossegament i proveït d'una dent d'arrossegament.

6.3. Centres per a fixació entre punts

Per a fixar una peça cilíndrica entre els punts del torn cal efectuar en els extrems de la mateixa dos forats, nomenats centres, en els quals s'allotgen el punt i el contrapunt.El centre consisteix en un forat central cilíndric i en un aixamfranat cònic a 60o(A).Quan el material a treballar és molt dur i els extrems del cilindre no són plans i en tots els casos que la peça hagi de sofrir altres operacions posteriors, s’eixampla l’aixamfranat a 120o a fi d'evitar possibles desperfectes dels punts . Existeixen broques especials que efectuen els centres en una sola operació.Els diàmetres de les broques de centres i la longitud L dels centres depenen del diàmetre D de la peça a treballar.Les operacions de centrat de cilindres curts i rígids s'efectuen directament en el torn. Se subjecta la peça en un plat universal (auto- centrable) i l'eina en un portabroques també auto-centrable muntat en el capçal mòbil.L'avanç s'obté a mà, actuant sobre el volant del capçal mòbil. El centre de l'arbre queda determinat així exactament.No pot utilitzar-se aquest procediment si la barra a centrar és de considerable longitud, ja que les mordasses del plat universal no poden subjectar-la rígidament.Quan els centres s’hagin de fer amb trepadora cal determinar exactament el centre de les superfícies frontals del cilindre a treballar. Això s'aconsegueix efectuant el traçat i marcant el centre amb el contrapunxó.Exemples Esquadra fixa de 90° amb braç bisector que permet traçar el diàmetre sobre una superfície frontal de qualsevol dimensió. El punt d'intersecció de dos diàmetres qualssevol determina el centre de la superfície.Centrador de campana: amb aquest instrument es marca directament el centre de la superfície, evitant el traçat.

6.4. Fixació de la peça entre els puntsLes peces a tornejar de forma allargada es col·loquen entre els punts del torn. Es diu punt al que s'allotja en el fusell i contrapunt al que

s'allotja en el maniguet del capçal mòbil. El contrapunt pot serfix o rotatiu. Els punts estan formats per un con Morse per la seva fixació a la màquina i per una puntacònica amb un angle en el vèrtex de 60o, que sosté i centra la peça a treballar.El contrapunt pot presentar un rebaix per a permetre a l'eina escairar l'extrem de la peça (mitja punta).6Els punts rotatius giren conjuntament amb la peça a treballar. Estan formats per un con Morse M para la seva fixació a la màquina, i per una punta que sosté i centra la peça, que gira sobre coixinets de corrons cilíndrics o cònics i fa topall amb un coixinet axial S .No ha de fixar-se massa rígidament la peça entre els punts. Per a jutjar si una peça està fixada de forma correcta, ha de provar-se a mà si aquella gira al voltant del seu eix.Per a reduir el fregament entre el centre i el contrapunt fix es lubrifica amb greix i oli barrejat amb grafit.

6.5. Pinces

Quan s'han de tornejar cossos cilíndrics, barres tremolades de petites dimensions o peces en grans sèries amb torns semiautomàtics i automàtics, en lloc dels plats universals (auto-centrables) és possible utilitzar un dispositiu, en forma de tub, nomenat pinça. Les pinces s'utilitzen sobretot en el tornejatLa pinça consisteix en un cos cònic amb un forat axial en el qual s'insereix la barra a tornejar.Tres o quatre talls longitudinals donen elasticitat a un extrem de la pinça, de manera que exercint una pressió uniforme sobre la seva superfície externa, s'escanya el forat i bloqueja la barra.La pressió necessària per a tancar la pinça s'obté al fer entrar forçadament el seu extrem cònic en l'allotjament buit de la fusell.El mitjà emprat per a efectuar aquesta operació està constituït per un tirant T tubular amb comandament per cargol, coaxial al fusell A i unit a la pinça P mitjançant un tram roscat i accionat pel volant V .

6.6. Mandrils de tornejar

S'utilitzen per a portar a terme mecanitzats exteriors de peces buides. Poden ser fixos o extensibles.Per a efectuar el tornejat exterior d'una peça que tingui un forat coaxial amb la superfície a tornejar s'empren els mandrils.Els mandrils són cossos cilíndrics o cònics que es col·loquen entre els punts del torn després d'haver-los introduït en la peça. Es poden distingir tres tipus de mandrils: cònics, cilíndrics i d'expansióMandrils cònicsAquests mandrils cònics tenen una superfície cònica de petita conicitat (1 :2000). S’introdueixen en l'interior de la peça fins que aquesta quedi bloquejada.Mandrils cilíndricsEls mandrils cilíndrics estan formats per un cos cilíndric M, sobre el qual es munta la peça a tornejar. La subjecció de la peça s'efectua mitjançant dos distanciadors D que s'estrenyen contra aquella mitjançant la rosca B. La peça gira per fregamentPer a obtenir una superfície cilíndrica de la peça, que sigui exactament coaxial amb el forat, ha de reduir-se al mínim possible el joc entre els dos elements.

Mandrils d'expansió

Els mandrils d'expansió s'acoblen sense joc amb forats de diferent diàmetre. Un mandril d'expansió està format per un arbre cònic M sobre el qual es munta un maniguet expansible B, amb un forat cònic interior que s'acobla al con de l'arbre. El maniguet està tallat longitudinalment amb un cert nombre de fresats que li permeten una determinada dilatació elàstica.La peça se subjecta a quan entra forçat el maniguet cargolant la rosca D, de manera que se li obliga a eixamplar-se fins a fixar la peça sobre la superfície exterior. L'anell roscat G serveix per a desencaixar el maniguet i extreure la peça.Sobre un mateix mandril es poden muntar maniguets expansibles de diferents diàmetres exteriors.

6.7. LlunetesEn les operacions de trepat, mandrinat i escairat no es pot utilitzar el contrapunt per a fixar la peça a treballar.D’altra banda, si les peces són llargues i pesades tampoc és suficient servir-se d'un sol plat universal.En aquests casos es fixa un extrem de la peça a un plat universal mentre que en l'extrem oposat se sosté amb ajuda d'un accessori nomenat lluneta. Les llunetes poden ser fixes o mòbils.Lluneta fixaLa lluneta fixa consisteix en una espècie de collaret fixat a les guies de la bancada i proveït de mordasses per a subjectar la peça.La peça pot lliscar sobre els extrems de les mordasses o, en altres casos, sobre corrons amatents en dites extremes. Les mordasses de lliscament es construeixen en bronze.

Lluneta mòbilLa lluneta mòbil és necessària per a tornejar o roscar peces llargues o primes fixades entre punts, a fi que no sofreixin flexions sota l'embranzida de l'eina.La lluneta va fixada al pont del carro per això durant el treball segueix el moviment de l'eina. Però la posició de la lluneta ha de ser tal que estigui sempre darrere, i no davant de l'eina en la direcció del seu moviment d'avanç.

7. Tornejat cilíndric

La missió del tornejat cilíndric és reduir la peça a treballar al diàmetre indicat pel plànol, partint d'un diàmetre superior. El tornejat d'una peça fixada entre els punts exigeix que es verifiqui la coincidència entre l'eix de la peça i el del torn, mitjançant la regulació de la posició del capçal mòbil.El nombre de passades necessàries per a reduir el diàmetre de la peça i la classe de les eines a emprar depenen de la importància de l'excés de material i de la naturalesa de la superfície que es desitja obtenir.L'excés de material és l'espessor del mateix que ha d'arrencar-se i és igual a la semi-diferència entre els diàmetres inicial i final del cilindre.

7.1. Tornejat cilíndric exterior

S'ha de tornejar una peça de diàmetre 25 mm a diàmetre 20 h8.El símbol h8 indica la tolerància de la cota 20. Consultant unes taules de toleràncies, es llegeix que per a la cota 20 mm corresponen les xifres + 0,000 i -0,033 mm.Es tracta, per tant, d'un diàmetre bastant precís, per a arribar a el qual es precisen diverses passades cada vegada més lleugeres i controlar els diàmetres que es van obtenint.Procediment.L'excés de material de la peça a treballar és igual a (25-20)/2 = 2,5 mm. Amb una eina recta per a desbastar s'efectua una primera passada de desbast fins a reduir l'excés de material a 0,8 – 1 mm. la profunditat de passada es regula ,amb el tambor graduat del carro transversal. El diàmetre obtingut es, controla amb un peu de rei.

Després d'haver substituït l'eina de desbast per una eina recta d'acabar, s'efectua una segona passada fins a reduir l'excés de material a 0,3 - 0,5 mm.Es controla el diàmetre i l'alineament dels punts amidant amb un micròmetre dos diàmetres en els extrems de la peça. La diferència entre les dues lectures ha de ser inferior a la tolerància admesa.Amb una última passada d'acabat es duu finalment el diàmetre al seu valor final. El control final de la tolerància del diàmetre s'efectua amb un calibre diferencial de ferradura (o calibre de ferradura passa no passa).

- Regulació del contrapunt per mitjà de tornejats de prova (o passades testimoni)

Es torneja la peça en dos petits trams A i B, el més separats possible entre si, de manera que s'obtingui exactament per als dos la mateixa lectura del tambor graduat del carro transversal. Es mesuren curosament els dos diàmetres A i B obtinguts usant un micròmetre.Es poden donar tres casos:Si el diàmetre en A i el diàmetre en B són iguals, la regulació és bona i per tant no és necessari efectuar cap correcció.Si el diàmetre en B és major que en A, es desplaça el contrapunt una distància igual a la correcció C en direcció a l'eina.Si el diàmetre en B és menor que en A, es desplaça el contrapunt allunyant-lo de l'eina un recorregut corresponent a la correccióap =eix de la peça p at = eix del torn

Càlcul de les correccions

Siguin D i d els valors dels diàmetres en

qüestió, major i menor respectivament. Si les passades de prova han estat efectuades en els dos extrems de la peça, és a dir, si la seva separació és igual a la longitud L de la peça, la correcció C és igual a la diferència dels radis:

Si, per contra, les passades de prova estan separades solament per una distància l, el valor de la correcció resulta major que la diferència dels ràdios en una proporció igual a la relació entre les longituds L i l. La fórmula general, de la qual l'anterior no és més que un cas particular (això és, quan L = I)és:

7.2. Tornejat cilíndric excèntric

S'entén per tornejat cilíndric excèntric el mecanitzat d'una peça formada per dues o més seccions cilíndriques no coaxials.

Un cos cilíndric es diu excèntric quan la seva rotació no s'efectua al voltant del seu eix de simetria, sinó al voltant d'altre eix paral·lel.Excentricitat

La distància entre l'eix de simetria i l'eix de rotació es diu excentricitat. En referència a la figura serà:

La construcció en el torn d'un cos format per dues superfícies cilíndriques no coaxials, partint d'una barra cilíndrica, s'obté mitjançant el següent procediment:Per a traçar els centres s'utilitza el marbre de traçar, el rosset graduat i un bloc en V.*Es traça primerament amb el rosset (“gramil”), sobre les dues cares, el diàmetre d-d. Es fa girar la peça 1/4 de volta. (90°) I es traça l'altre diàmetre b-b a 90° de l'anterior.* Es desplaça la punta de traçar cap amunt una distància e i sobre les dues cares es traça l'horitzontal c-c. Les interseccions O i O' són els centres demanats.* Execució dels centres amb la broca de centres. * Tornejat entre punts de la secció cilíndrica centrada. * Tornejat entre punts de la secció excèntrica.

Execució dels centres.

Per a efectuar els centres en el tornejat excèntric s'utilitzen dos procediments diferents, segons la excentricitat sigui major o menor que la suma dels ràdios dels dos centresEn el primer cas els dos centres poden efectuar-se u al costat de l'altre en la mateixa cara del cilindre, ja que no se superposen.En el segon cas, que la excentricitat és petita, es torneja en primer lloc, entre punts, el cilindre de diàmetre major. Després, per escairat, s'eliminen els centres utilitzats per a fixar la peça.Finalment, es tracen i s'efectuen els centres per al tornejat del cilindre de diàmetre menorEn aquest segon cas, al triar-la longitud de la barra cal tenir en compte els trossos que es perdran al efectuar successivament els dos parells de centres. La longitud L, de la peça inicial ha de superar almenys en dues vegades la profunditat dels dos primers centres a la longitud L de la peça acabada

Control de la excentricitatPer a controlar petites excentricitats, en el cas que les peces tinguin els centres, es pot emprar un comparador, fent girar lentament la peça després d'haver-la fixat entre dos puntsEl comparador indica una oscil·lació corresponent al doble de la excentricitat, és a dir 2e.Per a controlar grans excentricitats s'utilitzen blocs de dimensions precises, com per exemple els blocs plans-paral·lels.La peça a verificar es disposa de manera que l'eix que uneix els centres de les seccions cilíndriques sigui vertical. S'amida així el desnivell, o cota O, entre les generatrius dels dos cilindres més pròxims al plànol de referència.

8. Escairat

S'entén per escairat al torn l'operació mitjançant la qual es tallen les cares planes terminals de la peça.El escairat pot efectuar-se amb dues eines diferents: • Eina corba per a escairar, amb avanç dirigit de la perifèria al centre • Eina de costat colzada amb avanç dirigit del centre a la perifèria.L'eina de costat s'utilitza, en particular, quan s'escaira una peça muntada entre punts. Per a permetre treballar a l'eina s'utilitza un contrapunt amb escot.En les operacions de escairat l'eina, avançant des de la perifèria en direcció al centre, treballa sobre un diàmetre que es redueix contínuament fins a anul·lar-se en el centre.En aquestes condicions, si no es varia el nombre de revolucions durant el escairat d'una peça de diàmetre considerable, la velocitat de cort s'anirà reduint contínuament. A partir de cert punt resulta ja anti-econòmica.El diagrama polar (en ventall) permet determinar a quins valors del diàmetre s'ha de canviar de velocitat de rotació sense sobrepassar els límits superior i inferior predeterminats de la velocitat de tall.

Exemple: Per a escairar una peça de 230 mm de diàmetre, sense que la velocitat de tall sobrepassi els 80 m/min ni descendeixi per sota dels 50 m/min, es canviarà la velocitat segons indica la línia vermella del diagrama. El procediment resulta més simple i pràctic si s'efectua l'operació sobre torn amb variador de velocitat. En tal cas, la variació de velocitat de tall s'obté de forma contínua durant el escairat actuant sobre un volant.

8.1. Aixamfranats

Els aixamfranats de les superfícies escairades s'efectuen amb eines amples d'acabar.La longitud Q i l'angle α del xamfrà es regulen controlant la cursa de l'eina, l'avanç de la qual és axial, mitjançant el tambor graduat del carro superior.L'operació de escairat deixa sempre sobre la peça una punta viva tallant i, per tant, perillosa. S'elimina aquesta punta amb la llima, immediatament després del escairat.

9. Segat

El segat al torn és l'operació que consisteix a separar la peça de la resta de la barra, una vegada conclòs el mecanitzat.Els angles de despreniment laterals de les eines emprades en el segat tenen un valor d'uns 2°.Igual que a l'operació de escairat l'eina, progressant des de la perifèria cap al centre de la peça, treballa sobre un diàmetre que es va reduint contínuament, per a anul·lar-se en el centre. També en aquest cas, com en el escairat, és útil servir-se d'un diagrama polar (en ventall) per a variar el nombre de revolucions en el moment oportú.Quan es procedeix al segat sense canviar el nombre de revolucions, la

velocitat de tall disminueix contínuament. Es nota que la velocitat és massa baixa quan al tallar acer, la ferritja no resulta en forma de rínxols llargs, sinó que adopta la forma de rínxols curts i la seva superfície no és llisa sinó rugosa.

10. Perfilat

El perfilat és una operació que consisteix a tallar superfícies cilíndriques de formes diverses, com escates, goles, etc.En el perfilat la direcció d'avanç de l'eina és radial. El valor de l'avanç ha de ser només d'algunes centèsimes de mil·límetre per volta del fusell, ja que la longitud de l'eina en contacte amb la peça és considerable. Un avanç superior sotmetria a l'eina a un esforç excessiu.Algunes vegades, per a reduir les vibracions, es munten aquestes eines sobre suports elàstics. Les eines per a perfilar superfícies de formes variades són eines de perfil constant. Per a mantenir la seva forma s'afilen solament sobre la superfície de despreniment.

11. Grafilat

Alguns objectes que han de ser girats, empunyats o fets servir amb la mà, per exemple, manovelles, botons, caps de farigoles, etc., resulten més manejables sí disposen sobre la superfície exterior d'unes estries que la converteixen en rugosa. La superfície així treballada es diu grafilada.El grafilat consisteix per tant a llaurar sobre una superfície cilíndrica una sèrie de relleus regulars generalment paral·lels, i pot ser recte o creuat.El grafilat és un mecanitzat per deformació plàstica, ja que té lloc sense arrencada de ferritja, és a dir, per aixafada del material d'una peça contra l'eina. El grafilat s'efectua sobre peça desbastada i abans de l'acabat, de manera que les deformacions generades pel grafilat es poden corregir després.

Eina de grafilarConsisteix en una rodeta dentada que es comprimeix contra la superfície de la peça. Es fixa al portaeines com si es tractés d'una eina, qualsevol. La peça a grafilar ha de fixar-se amb rigidesa i amb tota seguretat, ja que l'eina treballa exercint una embranzida molt forta contra la peça.Si la peça a grafilar és de considerable longitud es precís adoptar una lluneta o, millor encara, efectuar un muntatge mixt: plat autocentrable i contrapunt.La velocitat perifèrica de la peça a treballar varia segons el material. Per a peces de material tou (acer tou, lluató, bronze) és de l'ordre de 25-30 m/min. . Per a peces de material dur (acer dur i extra-dur)s'ha de mantenir al voltant de 20-25 m/min.En el grafilat té una considerable importància la lubrificació, que ha de ser contínua i abundant; en cas contrari, les superfícies a treballar es deterioren fàcilment a causa del fregament.

Grafilat creuat

Per a obtenir el grafilat creuat s'utilitzen suports amb dos corrons que tenen el mateix sentit de rotació però diferent inclinació de les seves dents. El cap del suport pot oscil·lar en aquest cas al voltant d'un pern, l'eix del qual queda situat lleugerament per sota de l'eix del torn.Per a evitar que la peça grafilada present diferències de passada en els dos sentits, és a dir, que les petjades en un sentit siguin més

denses que en l'altre, es comença a grafilar la peça per un dels seus extrems en un tram d'un parell de mil·límetres exercint una considerable pressió. D'aquesta forma es fan penetrar les dents d'ambdós corrons a la mateixa profunditat.Si s'observa una diferència dels passos de les petjades deguda a vibracions d'un corró, es disminueix el nombre de revolucions de la peça. Quan s'han arribat a les condicions de treball normals, es prossegueix amb l'avanç longitudinal.

12. Mecanitzat de forats al torn

12.1. TrepatEl trepat en el torn de forats l'eix dels quals coincideix amb l'eix de rotació de la peça s'efectua amb una broca helicoïdal inserida en lloc del contrapunt, amb un con de reducció, si és necessari; la peça gira fixada en volada a un plat auto-centrable o en una pinça.L'avanç de la broca s'obté a mà, girant el volant del capçal mòbil. El procés de l'operació és idèntic a l'efectuat amb una trepadora: s'ha de retirar la ferritja, refrigerar, controlar els diàmetres, etc.Per a efectuar un forat suficientment recte (per forat recte s'entén un forat l'eix del qual coincideix amb l'eix del maniguet del capçal mòbil), és necessari emprar dues broques helicoïdals.

La primera broca, de diàmetre aproximadament igual a la meitat del diàmetre requerit, té la missió de preparar el pas de la segona broca. Aquest procediment permet engrandir el forat amb la segona broca trobant menor resistència en l'avanç. Amb això s'evita també una possible desviació de la broca.L'operació de trepat amb la broca helicoïdal és precedida del centrat amb la broca de centres. Exemple:

Efectuar un forat de Ø18 mm i profunditat 60 mm en una peça d'acer tou:1.Llaurar els centres amb broca de centres Ø 2 . Refrigerar.2.Trepar amb broca helicoïdal de Ø8 . Refrigerar. 3.Treure la ferritja cada centímetre d'avanç. L'avanç es llegeix sobre l'escala gravada en el maniguet del capçal mòbil.Engrandir amb broca helicoïdal de Ø 18. No cal treure la ferritja. Refrigerar.

12.2. Mandrinat i tornejat interior

Igual que el trepat, també el mandrinat de forats en el torn s'efectua en part amb les mateixes eines emprades en la trepadora. La diferència entre l'ús de l'eina de tall simple i del mandrí de dents està en el fet que la primera assegura un forat dret, però no garanteix la constància del diàmetre, sobretot al llarg d'un forat profund.Per contra, el mandrí de dents, si bé no pot redreçar un forat tort assegura la constància del diàmetre. Per aquesta raó, quan s'empra l'eina de tall simple es precisa efectuar primer un forat de diàmetre

inferior al diàmetre final.16Si el forat és profund i passant, per a assegurar la constància del diàmetre, després de mandrinar amb l'eina d'un sol tall es pot mandrinar amb el mandrí de dents, deixant per a això un petit excés de material.Les eines de tall simple són de formes diverses, com s'observa en les figures, segons que el forat sigui passant (a) o cec (b).Si al final del tram cilíndric s'ha de escairar un graó, s'utilitza una eina per a forats cecs, que torneja l'interior amb l'avanç longitudinal i escaira el graó amb l'avanç transversal.

12.3. Execució de cambres interiors, alleujaments i goles

Per a efectuar alleujaments, cambres i goles en l'interior d'un forat s'utilitzen eines corbades i, a vegades, amb el cap molt eixamplat, fixades al mànec, en cas necessari, mecànicament.La direcció d'avanç de l'eina és radial. Si la cambra a tornejar es llarga i profunda s’efectuaran primer passades solapades amb avanç radial i al final una passada longitudinal per a eliminar- los possibles graons deixats per les passades anteriors.Aquestes operacions són anàlogues a les de perfilat exterior i, igual que aquestes, precisen valors molt baixos de l'avanç.Els diferents controls del diàmetre i de la profunditat dels forats i dels graons ocasionals i s'efectua, segons la precisió requerida i la viabilitat del mesurament, amb diversos instruments, com peu de rei. compàs d'interiors, micròmetre d'interiors, calibre diferencial, etc.

13. Roscat a mà

13.1 Roscat amb filera

Aquesta operació consisteix en mecanitzat una rosca exterior en una superfície cilíndrica per mitjà d’una filera.La filera fixa o filera es fa servir quan el diàmetre del cargol a construir és inferior a 10-12 mm per a rosques bastes, i inferior a 20 mm per a rosques fines.La filera està constituïda per un anell d'acer en l'interior del qual disposa de 3, 4 o 5 talls amb el perfil corresponent al tipus de rosca a fabricar.El capçal mòbil fixa la peça.Es pot roscar amb la peça fixa o amb rotació. En el primer cas el torn només fixa la peça i la filera es gira a mà.En el segon cas quan gira la peça arrossega la filera. La mantindrem fixa si el mànec queda obstaculitzat per la bancada. Llavors la filera mecanitza la rosca i avança lliscant sobre les guies, guiada pel propi mecanitzat.L'operació s'efectua amb lubricació i refrigeració contínua. Ha de mantenir-se molt baixa la velocitat de tall, utilitzant la mínima disponible en el fusell del torn.

13.2. Roscat amb mascle

Aquesta operació consisteix en roscar un forat amb un mascle, per a l'acoblament amb cargols del mateix pas .El mascle és una eina de fil múltiple formada per un tram de rosca interrompuda per entalles rectes o helicoïdals i amb un angle de despreniment adequat. Les entalles serveixen per a formar els angles del tall i d'incidència i per a donar sortida a la ferritja.

Igual que en el roscat exterior, també el roscat d'interiors pot efectuar-se amb la peça fixa o en rotació. Per a girar a mà el mascle s'utilitza un accessori especial en forma de mordassa amb dos braços, nomenat portamascles.

La preparació del forat a roscar té lloc llaurant primer el centre amb una broca de centres, trepant després amb broca helicoïdal al diàmetre necessari per al roscat i fresant finalment l'entrada amb una fresa a 120°.Roscat interior amb la peça fixaEn aquest cas, el mascle es fixa a un portamascles adequat proveït de dos braços que permeten girar-lo a mà. Es dóna suport el mascle en el contrapunt. S'apunta el forat de la peça P i es procedeix a la rotació simultània a mà del mascle M i del volant V de comandament de l'avanç del contrapunt.És necessària una lubrificació contínua. Roscat interior amb la peça en rotació Per a roscar amb mascle l'alumini o l'acer molt tou que conté plom.S'estreny el mascle entre les mordasses d'un portabroques inserit en el capçal mòbil. Es posa en rotació la peça i es rosca amb una velocitat de tall baixíssima, corresponent a la velocitat mínima disponible en el fusell del torn. Es manté simultàniament la pressió del contrapunt contra el portamascles girant el volant.Per a extreure el mascle del forat roscat s'inverteix el sentit de rotació del fusell, girant-lo a mà, i es retira el capçal mòbil.En el roscat de forats passants amb mascle és molt còmode treballar amb la peça en rotació. És necessària una lubrificació contínua.

14. Tornejat cònic

El tornejat cònic d'un cos cònic de revolució s'efectua amb les mateixes eines utilitzades en el tornejat de peces cilíndriques. Varien en canvi les tècniques del mecanitzat, atenent particularment a la disposició de la peça cònica a treballar i en dependència de la seva forma i dimensions.

14.1. Conicitat i Inclinació

S'entén per conicitat la relació entre els diàmetres de dues seccions rectes del con i la seva separació, s’expressa de la forma 1:x :L'angle de conicitat és l'angle α del vèrtex del con.

Inclinació:

S'entén per inclinació la relació entre la semi-diferència dels diàmetres de dues seccions rectes i la seva separació, s’expressa de la forma 1:x :

L'angle d'inclinació és igual a la meitat de l'angle de conicitat, α /2. La relació entre la inclinació i els angles de conicitat i d'inclinació ve donada per la fórmula trigonomètrica:

14.2. Tornejat cònic mitjançant rotació del carro superior portaeines.

S'utilitza aquest procediment quan la peça cònica a tornejar (de qualsevol conicitat) té una longitud inferior a la cursa del carro portaeines.Girant la plataforma giratòria del carro superior al voltant del seu propi eix, es poden disposar les guies del mateix de manera que formin un angle qualsevol amb l'eix del torn. Fent avançar el carro superior per. mitjà del seu cargol d'avanç, l'eina recorre una recta paral·lela a les. guies, inclinada a/2 respecte a l'eix del torn.L'angle que ha de girar la plataforma és igual a l'angle d'inclinació del con a fabricar.

Càlculs i controls del gir de la plataforma

Ja que l'escala graduada de la plataforma fixa no disposa ni de nònius ni de lent d'augment, la seva lectura és imprecisa. L'escala serveix per a girar el carro superior d'una forma només aproximada.Per a procedir és necessari conèixer el valor dels diàmetres major i menor del con i la seva separació. En el cas que un dels dos diàmetres no estigui indicat en el croquis de la peça,

cal calcular-lo. Per exemple, per a la peça indica en la figura amb d =15, l = 80 conicitat 1:20, s'obté D a partir de la fórmula:Per a determinar la rotació exacta que cal donar al carro superior, es procedeix com segueix:S'efectua una primera passada deixant un excés de material considerable (uns 2 mm). Es controla la conicitat.El comparador, que es dóna suport sobre el carro, indica la diferència de ràdios del con en els dos punts considerats. Es coneix la distància entre els dos punts llegint el tambor graduat o el mesurador de cotes.Doblegant la diferència i dividint-la per la longitud de la cursa del carro, valor llegit, es té el valor de la conicitat.En el cas que no es verifiqui aquesta igualtat, es corregeix la inclinació del carro superior, s'efectua un nou tornejat i es repeteix el control amb el comparador. Generalment s'aconsegueix la inclinació exacta del carro superior després de quatre o cinc temptatives.

12.3. Tornejat cònic mitjançant desplaçament del contrapunt.

S'utilitza aquest procediment quan la peça a tornejar té poca conicitat i la seva longitud és major que la cursa del carro portaeines. Consisteix a desplaçar lateralment el contrapunt fins que la generatriu del con que es pretén construir assoleixi una posició paral·lela a l'eix del torn.

El moviment d'avanç de l'eina és paral·lel a l'eix del torn, pel que és possible utilitzar l'avanç automàtic.El tornejat cònic per desplaçament del contrapunt solament pot, efectuar-se quan l'angle d'inclinació no és superior a 4°– 5°. Per sobre d'aquests límits, el desgast del punt és ja sensible.En aquest cas, els centres s'efectuen amb broca de centres a 60° i amb un aixamfranat de protecció a 120°.Alguns torns posseeixen un dispositiu especial per al tornejat cònic (aparell copiador o reproductor) apropiat encara que el tram cònic sigui de considerable longitud.

Càlcul del desplaçament del contrapunt

Per a calcular el desplaçament lateral exacte S que ha d'experimentar el contrapunt a fi que la generatriu del con es disposi paral·lela a l'eix del torn, s'ha de recórrer a una fórmula trigonomètrica plantejada en el triangle rectangle ABC, amb angle recte en C, en el qual:

(El segon factor es llegeix cosinus de alfa partit per dos.)Però és possible fer una aproximació gràcies a la qual s'evita recórrer a la trigonometria. En efecte, el cosinus d'un angle molt petit, com ha de ser l'angle d'inclinació del con que es pretén construir per a aquest sistema de desplaçament del contrapunt, és molt pròxim a la unitat.En altres paraules, AC és aproximadament igual a AB, pel que la fórmula simplificada del desplaçament és:

Exemple: Calcular el desplaçament del contrapunt per a un con amb D = 60 mm i d =54 mm.Si la peça cònica, a més de la part cònica està formada també per una o dues parts cilíndriques, la fórmula resulta:

El desplaçament calculat té un valor teòric, ja que l'acoblament entre punta i peça s'efectua com s'ha vist, de forma imperfecta. Per aquesta raó s'augmenten els desplaçaments S en proporció a les dimensions dels centres.

Control del desplaçament del contrapunt.

El desplaçament lateral del contrapunt s'obté mitjançant un cargol que està disposat en la base del capçal mòbil. El control del desplaçament lateral del contrapunt ha de ser particularment curós i pot efectuar-se amb un comparador de peu magnètic, aplicat a les guies de la bancada de la màquina.

13.4 Tornejat cònic interior

El procediment seguit per al tornejat de cons interiors és anàleg a l'utilitzat per a tornejar externament.L'angle que s'ha de girar la plataforma és igual a l'angle d'inclinació del con que es pretén fabricar. El control de la conicitat dels cons interiors s'efectua amb un calibre tampó cònic.

L'eina utilitzada en el tornejat cònic és l'eina normal de mandrinar forats. És preferible disposar l'eina en el costat del portaeines més pròxim a l'operari, ja que d'aquesta forma està sotmesa a menors vibracions.

Quan es construeix un con interior per a acoblar-se amb un con exterior, ha de fabricar-se en primer lloc aquest últim, utilitzant-lo després com tampó per a controlar la conicitat del con interior.

* Anotació: A l’hora de fer un ajust cònic entre un tornejat cònic interior i un d’exterior, no es mourà la inclinació fixada al capçal orientable (carro superior) ja que és aquest el que ens donarà l’assentament entre les dues superfícies.

14. Rosques i roscat amb eina de tall

14.1. La rosca

Rosca i perfil de rosca

Si s'enrotlla al voltant d’un cilindre un triangle rectangle de paper, queda constituïda sobre aquell una hèlix o línia helicoïdal. Al llarg d'aquesta línia pot tallar-se una ranura. Les ranures i sortints (filets) de forma helicoïdal situats en un cilindre (mascle) i en una rosca (femella) es diuen rosques.Els perns roscats i les rosques es corresponen sempre entre si. Segons la finalitat o aplicació es distingeix entre rosques de fixació i rosques de moviment:

Les rosques de fixació serveixen per a unir i fixar peces. La rosca per a unir canonades ha de ser estanca (rosca d'estanqueïtat).Les rosques de moviment tenen la missió de fer moure amb moviment d'avanç peces mitjançant el gir d'un fusell o una rosca, com passa per exemple en els carros de les màquines-eina.

Pas de la rosca.

La volta senzilla d'una rosca al voltant del cilindre es diu espira. El camí recorregut en direcció axial es diu pas de la rosca.Exemple: Amb un pas de 5 mm es desplaça el pern roscat 5 mm quan se li fa una volta dintre de la seva rosca.

Perfil de les rosques

El perfil de les ranures tallades (perfil de la rosca o del filet) ve determinat per l'aplicació que hagi de tenir la peça. Els cargols de fixació tenen filets triangulars. Per a les rosques de moviment són adequades les rosques trapezials, les de serra i les de filets rodons.

El sentit del pas

El sentit del pas del filet pot ser cap a la dreta o cap a l'esquerra, distingint-se, d'acord amb això, rosques de pas a la dreta i rosques de pas a l'esquerra. La que més es fa servir és la rosca de pas a la dreta i en ella el filet puja cap a la dreta quan es té el cargol

en posició vertical. Per a cargolar una rosca en un pern roscat, aquella girarà en el sentit de les agulles del rellotge. En les rosques de pas a l'esquerra puja el filet cap a l'esquerra. En aquest cas, una rosca que hagi de cargolar-se en un pern roscat haurà de girar en sentit contrari al de les agulles del rellotge.

Nombre de filets

Segons el nombre de filets, es parlarà de rosques d'un o de diversos filets. La rosca d'un sol filet té un sol principi de rosca i s'empra de manera predominant. La de dos filets té dues entrades o arrencades de rosca. Es forma tallant entre dues espires, bastant separades, d'una rosca d'un solo filet, un segon filet en mig. Una rosca de tres filets té tres entrades, etc.Les rosques de diversos filets es fan necessàries quan amb un curt gir es vol obtenir un gran avanç en direcció axial, com ocorre, per exemple, en les premses de fusell; vegi's, per exemple, també les rosques en les plomes estilogràfica. Si volguéssim tenir un gran pas amb una rosca d'un sol pas donaria una profunditat de rosca excessiva.

14.2. Rosca triangular

Les rosques dels cargols de fixació han de generar un gran esforç i no afluixar-se per si soles. La rosca triangular respon a aquestes exigències i és adequada, per tant, per als cargols de fixació.La secció triangular del filet dóna lloc a un pas reduït, cosa que és convenient per a l'obtenció d'un gran esforç de pressió. El fregament entre els flancs de les dents exteriors i interiors és relativament gran i dóna lloc juntament amb el reduït del pas a una auto-retenció eficaç; el perill que l'enllaç cargolat s'afluixi per si mateix queda així reduït.La gran secció en la base del filet dóna a la rosca triangular la necessària resistència. El bon ajustament entre la rosca i el pern no es produeix sinó quan es mantenen les dimensions principals.

Estan normalitzades, entre d’altres, les rosques triangulars: rosca Mètrica i rosca Whitworth

Rosca mètrica ISO.

Totes les cotes vénen donades en mil·límetres. L'angle dels flancs 60°. En les rosques exteriors la base de la rosca és arrodonida per a evitar l'efecte de entalla. La rosca mètrica ISO està internacionalment adoptada.Es distingeix entre rosca normal i rosca fina. En la rosca normal a cada diàmetre exterior li correspon un pas determinat.Exemple de designació: M12, és a dir, rosca mètrica (rosca normal) de 12 mm de diàmetre exterior.Les rosques fines tenen passos més petits i profunditats de rosca menors que les rosques corrents mètriques. En virtut del reduït del pas s'obté una millor auto-retenció, cosa interessant en rosques que han d'estar exposades a sacsejades o vibracions. La petita profunditat de rosca és cosa necessària en peces de parets primes.Exemple de designació abreujada: M 50 x 2 vol dir rosca mètrica de 50 mm de diàmetre i 2 mm de passada.

Rosca Whitworth.

L'angle dels flancs és de 55°. El diàmetre exterior ve donat en polzades; per exemple, 5/8". El pas es designa mitjançant el nombre de fils (o filets) per polzada, per exemple 11 fils per 1 polzada. En els països que utilitzen el sistema mètric decimal no s'empra ja la rosca Whitworth. Conserva el seu camp d'aplicació com rosca de canonada.La rosca Whitworth per a tubs s'utilitza per a rosques de tubs, d'armadures, accessoris i brides roscades. Té un angle dels flancs de 55° i un pas proporcionalment menor. Les rosques per a tub no tenen joc en les puntes quan es persegueix l'estanqueïtat. El diàmetre nominal no es refereix al diàmetre exterior de la rosca, sinó al diàmetre interior del tub.Exemple de designació abreujada: R 1 vol dir rosca per a tubs de 1"; el diàmetre de la rosca és en aquest cas de 33,25 mm.

14.3. Altres perfils de rosca

Rosca trapezial

Aquesta rosca es presta bé per a cargols de moviment. L'angle dels flancs és de 30°. El diàmetre exterior i el del nucli deixen joc entre si. Els flancs han de suportar càrrega. Estan normalitzades rosques d'un i de diversos filets. Les dimensions de la rosca han de prendre's de la taula corresponent.Exemple de designació abreujada: Tr 30 x 6 vol dir rosca trapezial de diàmetre nominal igual a 30 mm i de 6 mm de pas; Tr 40 x 12 (2 filets) vol dir rosca trapezial de 40 mm de diàmetre nominal, 12 mm de pas i 2 filets.

Rosca de serra

Aquesta forma de rosca s'empra en el cas de fortes pressions unilaterals, com, per exemple, en els fusells de pressió de premses. El flanc actiu té una inclinació de 3° i el dors que no treballa una inclinació de 30°.Exemple de designació abreujada: S 50 x 8 vol dir rosca de serra de diàmetre exterior igual a 50 mm i 8 mm de pas.

Rosca arrodonida

En virtut del seu perfil arrodonit resulta aquesta rosca poc sensible a deterioracions. S'empra per a fusells de vàlvula, acoblaments ferroviaris, rosques de mànegues, etc.Exemple de designació abreujada: Rd 45 x 5 vol dir rosca arrodonida de diàmetre exterior igual a 45 mm i pas igual a 5 mm.La rosca de secció quadrada no està normalitzada.

14.4. Tolerància de rosques

Les peces roscades de la mateixa magnitud han de ser intercanviables. Com totes les altres cotes d'una peça, les mesures teòriques d'una rosca no poden mantenir-se en la fabricació amb tota exactitud. La intercanviabilitat s'obté mitjançant les toleràncies de rosques.En les rosques mètriques ISO s'han fixat toleràncies per als diàmetres exterior, del nucli i dels flancs, així com per a la posició de la tolerància

respecte al perfil zero (perfil ideal). Existeixen tres classes de tolerància (graus de qualitat):fi (f): per a alta precisió mig (m): per a fins de caràcter general bast (g)*: per a casos que no s'exigeixen condicions especialsLa magnitud de la tolerància es designa mitjançant xifres (des de 3 fins a 9)fi = 3,4 i 5; mig = 6; bast = 7, 8 i 9 .Per a les rosques interiors hi ha dues posicions de tolerància H i G; per a la rosca exterior hi ha quatre que són: h, g, f, i e

14.5. Mecanitzat de rosques

En les operacions del roscat la forma en punta de l’eina no representa cap avantatge per a altes velocitats i avanços. El relativament petit angle de punta de 60° de l'eina, fa que el tall sigui molt sensible a les forces i a la tensió del mecanitzat.Per a contrarestar això, fa temps es va establir el sistema que la profunditat de passada (ap), determinada per la profunditat de la rosca (H), no fos mecanitzada en una sola passada, ja que donaria com resultat una sobrecàrrega, provocant el trencament del fil. En el seu lloc, la profunditat és mecanitzada en diverses passades.L'eina de tall genera el perfil de la rosca, agafant càrrega de material en cada passada, realitzant normalment de 5 a 16 passades, depenent del pas de la rosca.A mesura que es realitza una nova passada, més material és arrencat en cada tall ja que s'utilitza una major part de la aresta de tall. Per aquesta raó s'utilitza el mètode de reduir successivament la profunditat en cada passada, amb la finalitat de mantenir constant l'esforç sobre el tall.

Mètodes per a realitzar l'avanç

Existeixen tres tipus diferents d'agafar càrrega, utilitzats durant les passades per a assolir la total profunditat de tall, que és la profunditat de la rosca (ap).Aquests són: radial (A), oblic (B) i incremental (C).Agafar càrrega radialment és el mètode utilitzat més comú. L'eina menja en un angle correcte, en una línia perpendicular a la peça, arrencant el material amb ambdós costats del tall.Això proporciona una formació suau de ferritja i un desgast uniforme de la plaqueta. (Els valors dels avanços que es faciliten són per a aquest mètode).El control de la ferritja, no obstant això, és millor quan la càrrega es pren en direcció obliqua per a evitar un deficient acabat superficial o desgast ràpid d'eina, a causa del fregament en el costat que no talla, haurà de seleccionar-se sempre un avanç oblic modificat. Això és, que l'angle d'avanç sigui de 3-5° menor que l'angle del flanc del filet.Aquest mètode proporciona un millor acabat superficial en els flancs de la rosca, especialment en materials tous. Haurà d'evitar-se la presa de càrrega obliqua en els materials que s'autotempren al deformar-los.Per a grans passos, la presa de càrrega obliqua és un avantatge a causa de la gran longitud de contacte quan s'utilitza presa de càrrega axial, la qual cosa produeix sovint vibracions.Per a rosques molt grans i per a una major vida d'eina, sovint s'utilitza la presa de càrrega incremental. Un exemple d'aquest tipus es mostra en el gràfic, on un costat del perfil és mecanitzat primer en petits increments fins a una determinada profunditat. L'eina avança i llavors és mecanitzat l'altre flanc del perfil i així successivament fins que s'hagi obtingut el perfil complet. Per tant , aquest procés és repetit en un nombre de passades fins a l'altura correcta del filet.El roscat interior necessita un poc més d'atenció que l'exterior - com és el cas del tornejat corrent. Els factors més importants són l'estabilitat i l'evacuació de ferritja.

Posicionat de l’eina de roscar

Com en la major part de les eines de tall, és essencial situar correctament la punta a l'altura de la línia central. Això assegura que la geometria del tall sigui utilitzada de la millor forma, amb innecessari desgast, i evitant excessives forces de tall, i per a obtenir un perfil de rosca correcte.L'eina també es posiciona amb un angle aconsellable d'inclinació de 10° per a exteriors i de 15° per a interiors, el que també li proporciona l’espai suficient entre els flancs del tall i els del filet de la rosca.Mirant des de la part superior de l'eina el perfil de rosca de l’eina és perpendicular a la línia central. Això significa que l'eina ha de ser alineada amb precisió en la torreta o en l'allotjament d'eines per a assolir el perfil correcte. Qualsevol desviació serà transferida a la rectitud de la rosca en la peça.La superfície de despreniment posició ha de ser perpendicular a l’hèlix i han de realitzar-se ajustaments per a proporcionar una inclinació igual a aquests angles si aquests varien. D'aquesta forma els angles d'incidència canvien quan es canvia l'angle d'hèlix - com pot veure's en el principi que es mostra en el gràfic amb el canvi d'angle de φ1a φ 2.

Mecanitzat de rosques a dreta i Esquerra

La diferència en la direcció entre les rosques a dreta i esquerra no afecta el perfil de la rosca, etc. No obstant això, té alguns efectes en l'elecció i combinació d'eines. El mètode de mecanitzat de la rosca depèn del disseny de la peça. El mètode més comú és realitzar l'operació en direcció al plat, i en molts casos, també és satisfactori realitzada en direcció contrària al mateix.Teòricament és possible tallar rosques a dretes amb eines preparades per tallar a esquerres i viceversa. Això té la limitació del fregament de la superfície d’incidència amb els flancs de la rosca.També podem invertir l’eina o situar-la a l’altra banda de la peça si la màquina ens ho permet. Això ens permetria total llibertat per tallar cap al plat, cap al contrapunt, girant en els dos sentits del fusell i fent servir l’eina que vulguem.

Generant el perfil de rosca

El perfil de rosca pot mecanitzar-se utilitzant una eina amb el perfil adient o amb diferents tipus de plaquetes ceràmiques.Aquestes plaquetes ofereixen bàsicament tres tipus diferents de perfils per a realitzar el roscat: perfil parcial, perfil complet i perfil multipunts.

Perfil parcial (A): Té la forma del perfil de la rosca, però és prou gran com per a que es pugui utilitzar per a mecanitzar amb passos diferents i diferents profunditats

de rosca. L'arrodonit de la punta és per al pas més petit. La vida de la plaqueta és més curta perquè el radi de la punta no ha estat optimitzat per a cada pas de rosca. És necessari que la peça disposi del diàmetre exacte abans de roscar. Un avantatge és la d'haver d'emmagatzemar un nombre menor de plaquetes, ja que una plaqueta pot utilitzar-se per a diversos passos.

Perfil complet (B): La plaqueta fa la forma exacta del perfil d’un pas determinat, també conforma la cresta. El radi de punta és exactament igual al de l'especificació. Són diferents segons el pas. Les plaquetes amb perfil complet simplifiquen el roscat i cap filet és major que l'especificat, fent-les més resistents. Podem roscar sense l’operació prèvia d’acabament a dimensions exactes ja que la plaqueta acaba la cresta.

Plaquetes multi puntes (C): Redueixen el nombre de passades requerides, la qual cosa dóna com resultat una millor vida d'eina. La segona dent talla més profundament que el primer, el tercer més profund que el segon, etc. No obstant això, aquest tipus requereix una passada més llarga, superior a la longitud de la rosca a mecanitzar, per a garantir la sortida de l'última dent. Les condicions han de ser molt estables a causa del tall més llarg. És vital utilitzar les profunditats de tall recomanades en cada passada per a assegurar la càrrega correcta en els dos punts de tall. L'avantatge d'utilitzar la plaqueta amb multi puntes és que el nombre de passades serà reduït a la meitat.La plaqueta de perfil complet és l'elecció més avantatjosa per a la major part de les operacions ja que genera el millor acabat i millor perfil. La forma de la rosca és correcta i només necessita un mínim d'inspecció. Només el diàmetre mig necessita ser amidat i no és necessari eliminar rebaves. No obstant això, les plaquetes de roscar de perfil complet i multipunts només produiran un pas de rosca, mentre que el perfil parcial és polivalent. L'últim tipus també requereix una sortida de rosca més àmplia al final de la mateixa. Finalment les plaquetes per a roscar amb multipunts mecanitzen una quantitat de perfil més gran en una passada.

Dades de mecanitzat

Normalment, la velocitat de cort en roscat és un 25% menor que en el tornejat normal. Això es deu en part a que la forma de la eina de roscar limita la dissipació de la calor, perquè les grans velocitats de tall es tradueixen en altes temperatures.La velocitat de tall no ha de ser inferior a 40 m/min. quan es mecanitza amb metall dur. L'avanç (mm./rev.) ha de coincidir amb el pas de rosca desitjat (o l'hèlix en les rosques d'entrada múltiple). Això significa que el règim d'avanç (mm/min.) ha d'augmentar quan s'augmenta la velocitat de tall, a fi que l'avanç per revolució es mantingui constant. Pot haver problemes en certes màquines per a detenir en el punt correcte el moviment longitudinal de l'eina, ja que el règim d'avanç pot ser massa gran.La profunditat de tall és un factor crític en el roscat. En cada passada augmenta la zona del tall que s’utilitza i com a conseqüència de l'eina. Si la profunditat de tall es manté constant durant diverses passades, el règim d'arrencada de ferritja pot incrementar-se fins a tres vegades amb cada passada. Per a mantenir la tensió sobre el tall tan uniforme com sigui possible, la profunditat de tall haurà de reduir-se amb cada passada. Els valors adequats poden obtenir-se de les taules de dades.Amb la finalitat d'obtenir una superfície fina o toleràncies estretes, l'operació de roscat ha de concloure amb una o dues passades en acabat. Ha d'evitar-se un espessor nominal de ferritja inferior a 0,03 mm ja que el material es deformarà elàsticament en lloc de ser tallat.Algunes vegades, el nombre aconsellable de passades ha de determinar-se basant-se en una prova i de vegades en un error. Però si té lloc un trencament de plaqueta, el nombre de passades haurà d'incrementar-se; si el desgast de plaqueta és alt, el nombre de passades haurà de reduir-se.

NOMENCLATURA DE LA ROSCA

Perfil bàsic (B)

1. diàmetre exterior (d)2. diàmetre mig (d2) 3. diàmetre interior (d1) 4. pas (p)5. angle del perfil (B) 6. angle del flanc (a)

7. altura del perfil teòric (H) 8. truncat de la cresta 9. truncat del fondo 10. amplària del truncat de la cresta 11. amplària del truncat del fons 12. altura efectiva de rosca (h)

15. Càlculs al torn

15.1 Càlcul de la velocitat de tall

Exemple :

15.2 Efectes

Efectes del les velocitats mal regulades

La velocitat de tall excessiva pot donar llocs a:Desgast molt ràpid del tall de l’eina.Deformació plàstica del tall amb pèrdua de tolerància de la mecanització. Qualitat de la mecanització deficient.

La velocitat de tall massa baixa pot donar llocs a:Formació d’aportació de material al tall de l'eina. Efecte negatiu sobre evacuació de ferritja Baixa productivitat.

Cost elevat de la mecanització.

L’elevada velocitat d’avanç dóna lloc a:

Bon control de la ferritja. Menor temps de tallMenor desgast de reina i la plaqueta Risc més alt de ruptura de l’einaElevada rugositat Superficial de la mecanització.

La velocitat d’avanç baixa dóna lloc a:

Ferritja més llargaMillora de la qualitat del mecanitzatDesgast accelerat de l’einaMajor durada del temps de mecanització

16.Taules per calcular les velocitats de tall