CICLE FORMATIU:

MECANITZACIÓ

MECANITZAT PER ABRASIÓ

MÒDUL: FABRICACIÓ PER ABRASIÓ,

ELECTROEROSIÓ, TALL I

CONFORMAT I PROCEDIMENTS

ESPECIALS

ÍNDEX

MOLES ABRASIVES pàg. 1

RECTIFICAT DE SUPERFICIES PLANES pàg. 4

RECTIFICADORA CILÍNDRICA UNIVERSAL pàg. 6

RECTIFICADORA SENSE CENTRES pàg. 6

PRECAUCIONS AMB LES MOLES pàg. 9

FACTORS DE TALL I TEMPS pàg. 11

EXERCICIS I PROBLEMES pàg. 14

MOLES ABRASIVES

Abrasius

L’abrasió és un procediment de mecanització basat en l’arrencament de partícules

mitjançant unes partícules molt dures anomenades abrasius, que juntament amb

l’aglomerant que les subjecta formen la mola.

Degut a les altes velocitats de tall d’aquestes eines, juntament amb la gran varietat

d’angles que formen aquestes partícules, permeten aconseguir unes precisions i uns

acabats superficials molt bons.

Els abrasius es classifiquen en naturals i artificials. Els naturals pràcticament ja no

s’empren. Entre aquests destaquen el diamant, el quars, el corindó natural i la pedra

arenisca.

Els abrasius artificials més utilitzats són:

El corindó artificial o òxid d’alumini. És de color gris i s’empra per esmerilar

materials tenaços, com poden ser el ferro i l’acer.

El carbur de silici és de color verd o negre, i s’empra per metalls no fèrrics com el

llautó, l’alumini i el bronze, i per materials molt durs, com poden ser els carburs

metàl·lics (widia).

Entre els súperabrasius destaquen el nitrur de bor cúbic i el diamant artificial.

Aglomerants

L’aglomerant és el material que lliga els grans abrasius entre sí. De la naturalesa de

l’aglomerant dependran les característiques mecàniques de la mola.

Vitrificat. És de naturalesa ceràmica i el més comú de tots. Els principals avantatges

són la seva resistència a l’aigua, olis i àcids, la seva porositat, la seva rigidesa i permet

una bona refrigeració.

El resinoide és un aglomerant que permet la fabricació de moles primes, poc sensibles

a la pressió i als xocs.

L’aglomerant més flexible és l’hule, emprat sobretot en discs de tall.

El silicat és apropiat pel rectificat pla en desbast.

Designació d’una mola.

La mola es designa per tres factors: la forma, les dimensions i l’especificació.

La designació de l’especificació comprèn les següents característiques:

3

Codi de l’abrasiu. (propi de cada fabricant)

Naturalesa de l’abrasiu. Es designa amb una lletra.

Mida del gra. Es designa amb un nombre. (8-1200)

Grau. Es designa amb una lletra. (E-Z)

Estructura. Porositat. Es designa amb un nombre. (0-12)

Naturalesa de l’aglomerant. Es designa amb una lletra.

Codi de l’aglomerant. (propi de cada fabricant)

Mida del gra

Naturalesa de l’aglomerant

4

Designació de moles:

5

Aglomerant

400 x 60 x 40 ( A 46 K 8 V ) )

Diámetremola

EstructuraDiàmetreforat

Mida delgra

Amplada

Abrassiu Duresa

RECTIFICAT DE SUPERFICIES PLANES.

Existeixen dos models fonamentals de rectificadores per a superfícies planes, la

rectificadora frontal, d’eix vertical, i la rectificadora tangencial, d’eix horitzontal.

Essencialment estan composades per un capçal porta moles i d’una taula porta peces.

La rectificadora frontal té una gran capacitat de treball i un acabat no molt fi.

S’empra per a treballs de desbast.

La rectificadora tangencial té una precisió major, i és capaç de realitzar un millor

acabat superficial.

Rectificadora plana de taula alternativa

Consta d’una bancada sobre la qual va muntada una columna que sosté el capçal, que

llisca sobre unes guies. El capçal sosté el motor i l’eix on va muntada la mola.

La taula es mou alternativament amb un moviment de vaivé en direcció longitudinal.

L’accionament pot ser hidràulic o mecànic per cremallera.

T- Final de carreraC- Cilindre i èmbolD- DistribuïdorP- PalancaR- ReguladorS- Vàlvula de seguretatB- Bomba

6

El treball en la rectificadora plana

Normalment s’empra el plat magnètic però poden emprar-se altres sistemes, com

poden ser la mordassa, les brides, utillatges, etc. La cara inferior de les peces ha de ser

ben plana i neta, en cas contrari l’adherència seria deficient.

En peces primes, s’ha de prestar especial atenció a la seva subjecció, ja que si no

s’efectua de manera adequada podria deformar-se. Normalment, aquestes peces es

reforcen amb pletines o paral·leles als costats.

Un cop les peces estan ben subjectes, es fixen els topes de final de carrera, procurant

sobrepassar en 20 mm aproximadament a cada extrem. Amb la mola aturada, es fa

una primera aproximació a la peça, després es posa en funcionament i es segueix

aproximant fins que surtin les promeres espurnes. Un cop fet el contacte, es posa a

zero el nònius del carro vertical.

Distribució de peces sobre el plat.

Quan s’hagin de rectificar peces de petites dimensions

iguals, no es posaran distribuides de manera

discontínua sobre el plat, sinó que s’agruparan unes

contra les altres, a fi de que la subjecció sigui més

sòlida.

Superfície en angle.

Si la superfície a rectificar ha de formar un cert angle, s’ha d’emprar una taula auxiliar

inclinable o subjectar la peça amb una regla de sinus i brides.

7

Cares verticals.

Per rectificar aquestes superfícies es sol recòrrer al lateral de la mola, rectificant-la

amb un útil diamantat per a que el costat sigui perpendicular al pla horitzontal. També

pot rectificar-se amb un angle cònic cap a l’interior, però amb l’inconvenient d’un

menor rendiment i menor duració de l’aresta.

LA RECTIFICADORA CILÍNDRICA UNIVERSAL.

Parts de la rectificadora.

1. Bancada. Peça de fundició la missió de la qual és sostenir i guiar els òrgans de

treball.

2. Taula. Peça de fundició allargada dividida en dues parts. La inferior du guies

que coincideixen amb les de la bancada, i la superior pot girar sobre el pla

horitzontal i és la que du el capçal portapeces i el contrapunt.

3. Capçal portapeces. És un element situat en un extrem de la taula. Consta de

dues parts: una plataforma lliscant sobre la taula i el capçal pròpiament dit que

pot girar sobre la plataforma.

4. Capçal portamoles. Descansa sobre dos carros transversals; l’inferior llisca

sobre la bancada i el superior que pot girar i du l’husillo portamoles i la placa

del motor.

5. Contrapunt. És pràcticament igual al del torn però més senzill.

8

Moviments fonamentals de la rectificadora cilíndrica.

Sistemes de recuperació del refrigerant.

La utilització de refrigerants adequats és important en el rectificat de precisió. També

interessa la recuperació del refrigerant per a la seva posterior utilització en les millors

condicions. Existeixen diferents tipus de sistemes de recuperació de refrigerant: per

centrifugat, per filtració i separació magnètica. El sistema més comú és el mixt,

filtració-separació magnètica. El fluid refrigerant passa primer pel separador magnètic

i cau sobre el teixit filtrant. Aquest teixit filtrant va passant lentament arrossegat per

un reductor, a fi de que sempre estigui en perfecte estat de netedat.

RECTIFICADORA SENSE CENTRES.

9

1

2

3

4

5

RECTIFICAT PLONGÉE RECT. PER PENETRACIÓ

RECTIFICAT LONGITUDINAL

La rectificació sense centres pertany al procés de rectificat cilíndric exterior. Al

contrari que el rectificat entre centres, la peça no necessita cap mena de subjecció en

els extrems, sinó que aquesta es recolza sobre una platina.

Principi de funcionament.

El funcionament d’una rectificadora sense centres es basa principalment en dues

moles, una de gran diàmetre anomenada mola operadora o rectificadora, i una mola de

menor diàmetre anomenada d’arrossegament o reguladora. La peça no està subjecta

sinó que està recolzada sobre una platina.

La mola rectificadora gira a gran velocitat, rectificant la superfície de la peça, mentre

la mola d’arrossegament gira a menys velocitat proporcionant a la peça un moviment

de rotació i translació, que fa que tota la superfície de la peça entri en contacte amb la

mola rectificadora.

G- mola rectificadora. R- mola d’arrossegament. B- platina. W- peça.

Qüestions bàsiques a considerar per un bon cilindrat.

El centre de la peça ha d’estar lleugerament per sobre dels centres de la mola,

d’aquesta manera s’evita que qualsevol protuberància de la peça provoqui una

rectificació profunda a l’altre costat, ja que la mola d’arrossegament l’empeny cap a la

mola rectificadora.

Quan un bony de la peça toca la mola d’arrossegament es produeix un clot a la roda

de rectificació, però el clot no ha d’estar exactament en el punt oposat del bony, s’ha

d’ajustar la rectificadora perquè es rectifiqui una estructura poligonal de molts de

costats i que el cilindrat sigui quasi perfecte.

10

Principals avantatges de les rectificadores sense centres:

Degut a la forma lineal del suport de les peces és possible treballar peces

mal·leables i fràgils.

No és necessari aplicar tensió per a la transmissió de la rotació.

El canvi de peces no és complicat i és fàcil d’automatitzar-la.

És possible rectificar peces molt llargues.

Principals aplicacions:

Fabricacions de series grans: bulons, eixos, elements de coixinets, vàlvules, eixos de

rotors, etc.

Altres camps d’aplicació: barres, tubs, etc.

PRECAUCIONS AMB LES MOLES.

Precaucions a l’hora de muntar les moles.

Comprovar que les característiques de la mola són les adequades per la feina a

realitzar.

Fer la prova de renou, suspenent la mola lliurement, donar un cop suau amb

una massa, s’ha de sentir un soroll clar, si no és així es descartarà. Les moles

d’aglomerant resinoide no tenen sonoritat, però degut a que són elàstiques no

es trenquen.

La mola ha d’entrar a l’eix de la màquina sense forçar i sense excessiu joc.

La subjecció de la mola es realitza mitjançant dues brides còncaves en forma

de platet, de diàmetre igual o superior a 1/3 de la mola.

Entre les brides i la mola ha d’haver-hi un disc de cartró fi, per a que el

contacte sigui més directe.

La femella de subjecció ha de cargolar-se sense exagerar, i comprovar que

amb el funcionament no tendeixi a afluixar-se.

Precaucions a l’hora d’emprar les moles.

Comprovar que la mola està ben muntada, equilibrada i que gira dins del límit

de velocitat que recomana el fabricant.

Evitar l’entrada en contacte brusc entre peça i mola.

11

Evitar l’excessiva pressió entre peça i mola, ja sigui degut a una profunditat de

passada massa grossa, a que la mola no talli o que sigui massa dura.

No començar a rectificar amb la màquina en fred.

Com a mesura de seguretat, l’operari evitarà situar-se davant de la trajectòria

de la mola quan aquesta comenci a girar, i en general evitarà situar-se en l’àrea

d’una possible projecció de la mola en cas de trencar-se.

Les màquines que emprin moles han de tenir una protecció d’almenys 270º del

perímetre d’aquestes.

L’operari es protegirà els ulls contra possibles projeccions de partícules.

Procurarà evitar el desgast d’una part de la mola, procurant emprar-la en tota

la superfície.

Si el treball ho permet, s’ha d’emprar refrigerant en abundància, dirigit al punt

de contacte entre peça i mola.

A les màquines que treballen en sec s’hi ha d’instal·lar un aspirador de pols.

12

Subjecció de la mola sobre útil

Fijación por ornillo

FACTORS DE TALL I TEMPS DE MECANITZATEls factors de tall a tenir en compte seran: velocitat de la mola, profunditat de passada o penetració i l’avanç.

Velocitat tangencial de la molaExisteix una limitació de la velocitat que depèn de l’aglomerant i ve indicat a les característiques de cada fabricant, però de manera orientativa i per a moles vitrificades la velocitat tangencial oscil·la entre els 20 i 35 m/s.

Com hem vist, la velocitat tangencial s’expressa en m/s i es calcula amb aquesta fórmula:

Velocitat tangencial segons la forma de la mola i naturalesa de l’aglomerant.

Velocitat tangencial segons el tipus de rectificat i material

Profunditat de passada

Velocitat lineal de la taula

13

Velocitat de rotació de la peça.En el rectificat cilíndric, a més de la velocitat perifèrica de la mola, s’ha de considerar la velocitat perifèrica de la peça. Aquesta es calcula en m/min.

TEMPS DE MECANITZATPer raons de control de la producció i càlcul de costos, és molt important conèixer el temps teòric de rectificat. El dividirem en tres apartats: temps de rectificat cilíndric, temps de rectificat pla tangencial i temps de rectificat pla frontal.

Rectificat cilíndric.

Rectificat pla tangencial

14

Temps de mecanitzat

Rectificat pla frontal.

15

EXERCICIS I PROBLEMES

1. Fes un esquema de les classes d’abrasius que coneixes.

2. Com es classifica la mida dels grans abrasius?

3. Explica el que significa duresa o blanura d’una mola.

4. Classes d’estructura.

5. Indicar un exemple detallat de designació d’una mola.

6. Classes de rectificat. Explica les característiques de cadascun.

7. Explica el fenomen de l’abrasió.

8. Precaucions a l’hora de muntar les moles a la màquina.

9. Precaucions a l’hora d’utilitzar les moles.

10. Quina rectificadora i mola empraríem per a rectificar grans quantitats de

material a una peça plana?

11. Per a rectificar peces planes iguals de petites dimensions, quina és la millor

manera de subjectar-les al plat magnètic per a evitar accidents?

12. Descriu les principals parts que formen una rectificadora cilíndrica universal.

Pots ajudar-te amb un esquema o dibuix.

13. Formes de subjectar peces en la rectificadora cilíndrica.

14. Fes un esquema i l’explicació del rectificat sense centres. Principals

aplicacions, precaucions.

15. Classes d’abrasius que coneixes i principals aplicacions.

16. Dibuixa un nomograma per moles de 200, 250 i 300mm de diàmetre, de 0 a

3000 rpm i de 0 a 40m/s.

17. Descriu els dos tipus de perfiladors de moles que coneixes, que van muntats a

la rectificadora cilíndrica universal.

16

18. Explica el funcionament d’un aparell perfilador de moles d’una rectificadora

de superfícies planes.

19. Explica el procediment de rectificat de peces petites, peces molt estretes i

esveltes i precaucions a l’hora de rectificar peces subjectades amb brides.

20. Moviments fonamentals d’una rectificadora cilíndrica.

21. Descriu el mecanisme hidràulic d’accionament de la taula en una rectificadora

cilíndrica universal. Fes un dibuix-esquema amb denominació de les parts.

22. Explica el funcionament i mètode del sistema de recuperació de refrigerant de

les rectificadores.

23. Explica el procediment de rectificat de superfícies inclinades amb regla de

sinus. Calcula l’alçada de cales johanson per aconseguir un angle de 23º amb

un plat magnètic de sinus de 150mm de longitud.

24. Procediment de rectificat de conus llargs i conus curts en una rectificadora

cilíndrica.

25. En una mola de 40 mm de diàmetre no es pot superar la velocitat perifèrica de

32 m/s. La seva velocitat de gir és de 12000 rpm, és correcta aquesta velocitat

de rotació?

26. En un motor d’una rectificadora cilíndrica que gira a 1450 rpm, tenim muntat

un joc de politges de 120, 150, 180 i 220 mm de diàmetre. La mola de 250mm

de diàmetre gira solidària a una politja de 150 mm. Si la peça a mecanitzar és

d’acer aliat de 60 mm de diàmetre, i el sobrant de material és de 0,4 mm,

indica:

a) tipus de mola a utilitzar.b) Rpm mola.c) Rpm peça.d) Passada desbast, acabat i nº de passades.

17

27- Calcula la velocitat tangencial d’una mola de 300mm que gira a 1600rpm. Si la

velocitat tangencial màxima per aquesta mola és de 20m/s, són correctes les rpm de la

màquina? En cas de resposta negativa, quines serien les màximes rpm permeses?

28- Una mola de 200 mm de diàmetre gira a 1800 rpm. Calcular la velocitat

perifèrica. Se suposa, a més, que el seu diàmetre és excessiu i s’ha d’escollir una mola

menor; per exemple de 150 mm. Calcular, en aquest suposat, la seva velocitat de

rotació, mantenint fixa la velocitat tangencial calculada anteriorment.

29- Calcula el temps de rectificat d’una peça cil·líndrica de 50mm de diàmetre i

350mm de longitud. El sobrant de material a llevar és de 0.6mm, 0.4 de desbast i 0.2

d’acabat. El material a rectificar és acer suau i la mola és de 250 x 30mm. Quin tipus

de mola empraríem? Indica la designació amb lletres i números del tipus de mola.

30- Calcula el temps principal de rectificat tangencial d’una placa d’acer trempat de

200 x 150mm, sabent que el sobremetall que s’ha de mecanitzar és 0.4mm, 0.3

desbast i 0.1 acabat, i que la mola és de 250 x 20mm.

31- Hem de rectificar una peça d’acer trempat de 40mm de diàmetre amb el torn del

taller de l’escola. Calcula la velocitat perifèrica de la peça, les rpm del torn i l’avanç

per revolució que escolliràs si volem una Vm=35mm/min.

32- Calcula el temps de rectificat d’una peça cilíndrica de 50mm de diàmetre i

350mm de longitud. Calcula les rpm de la peça (a partir de la velocitat perifèrica).

L’avanç de la mola ha de ser Vm= 30mm/min. Amb les rpm calcula l’avanç per

revolució al que triaríem. El sobrant de material a llevar és de 0.4mm, i el

mecanitzarem en condicions de desbast. El material a rectificar és acer suau i la mola

18

és de 250 x 30mm. Quin tipus de mola empraríem? Indica la designació amb lletres i

números del tipus de mola.

33- Calcula el temps principal de rectificat tangencial d’una placa d’acer trempat de

200 x 150mm, sabent que el sobremetall que s’ha de mecanitzar és 0.4mm, en

condicions de desbast, i que la mola és de 250 x 20 mm.

34- Una peça cilíndrica de 50 mm de diàmetre i 120 mm de longitud, s’ha de

rectificar en una rectificadora universal. Per fer-ho es torneja un cilindre de 50,3 mm

de diàmetre. Sabent que la profunditat de passada ha de ser 0,02 mm i que la velocitat

d’avanç de la mola és de 30 mm/min, calcular el temps principal de mecanitzat.

35- S’ha de rectificar una placa d’acer trempat de 200 x 500 en una rectificadora

tangencial amb una mola plana de 200 x 32. L’espessor de la capa de material a

eliminar és de 0,4 mm i la profunditat de passada admissible és de 0,02 mm. També

es coneix la velocitat lineal de la taula, que és igual a 6 m/min. Calcular el temps

principal de mecanitzat.

36- Calcular el temps de rectificat d’una peça cilíndrica de 60 mm de diàmetre i 250

mm de longitud. El sobremetall a eliminar, mesurat sobre el diàmetre és, 0,3 mm.

Sabent que hem de rectificar és acer trempat i la mola emprada mesura 250 x 40,

establir les condicions de tall, fent servir les taules; és a dir, determinar la velocitat de

la taula en funció de l’avanç longitudinal i la velocitat de gir de la peça, la profunditat

de passada, etc. Se suposa que la mola treballa solament a la carrera d’anada i que no

diferència entre desbast i acabat.

37- Calcular el temps principal de rectificat tangencial d’una placa d’acer trempat de

300 x 400 mm. Sabent que la operació s’efectua en dues etapes, desbast i acabat i que

el sobremetall a eliminar és 0,3 mm, s’han d’escollir les dades del mecanitzat amb

l’ajuda del text, per a després poder esbrinar el temps el temps demanat. Les

dimensions de la mola són 250 x 32.

19