Calculadora de Profunditat de Fresat | Eina Gratuïta per a Perforar amb Precisió

Què és una calculadora de profunditat d’avellanatge?

Una calculadora de la profunditat d’avellanat determina a quina profunditat cal perforar un rebaix cònic perquè un cargol de cap avellanat quedi arran de la superfície. Rep dues dades: el diàmetre de l’avellanat i l’angle de la broca, i retorna la profunditat. L’avellanatge crea un rebaix en forma d’embut que coincideix amb la part inferior cònica d’un cargol de cap avellanat, de manera que el cap del cargol no sobresurt de la superfície ni queda massa enfonsat.

Com es calcula la profunditat d’avellanat

Un avellanat té forma de con amb el vèrtex introduït en el material. El diàmetre és l’amplada de l’obertura a la superfície. L’angle és l’angle total a la part superior del con, mesurat entre els dos costats inclinats. Els angles habituals de les broques són 82°, 90° i 100°.

Com que el rebaix és cònic, la seva profunditat es dedueix de la trigonometria del triangle rectangle. Si es talla el con per la meitat longitudinalment, cada meitat és un triangle rectangle: el radi (la meitat del diàmetre) n’és un costat, la profunditat n’és un altre i la meitat de l’angle d’avellanat queda entre el costat corresponent a la profunditat i el costat inclinat del con.

$\text{Profunditat} = \frac{\text{Diàmetre} / 2}{\tan(\text{Angle} / 2)}$

Per a un angle fix, un diàmetre més gran dona un con més profund. Per a un diàmetre fix, un angle més gran fa que el con sigui més pla i, per tant, que la profunditat sigui menor.

Exemple resolt

Per a un avellanat de diàmetre 10 mm fet amb una broca de 90°:

• Radi = 10 ÷ 2 = 5 mm
• Meitat de l’angle = 90 ÷ 2 = 45°
• tan(45°) = 1
• Profunditat = 5 ÷ 1 = 5,00 mm

El mateix diàmetre de 10 mm dona una profunditat diferent amb altres angles habituals:

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

Per al mateix diàmetre, un angle més gran sempre produeix un avellanat menys profund.

Com s’utilitza aquesta calculadora

1. Mesureu el diàmetre del cap del cargol amb un peu de rei o un regle i afegiu-hi aproximadament 0,5 mm per deixar-hi joc. Introduïu aquest valor com a diàmetre de l’avellanat.
2. Comproveu l’angle indicat a la broca d’avellanar. Si no hi està indicat, mesureu l’angle del cap del cargol amb un transportador d’angles o suposeu 82° per als cargols de la sèrie en polzades i 90° per als cargols mètrics.
3. Introduïu el diàmetre i l’angle. El resultat és la profunditat des de la superfície fins al vèrtex del con.
4. Utilitzeu aquest valor per ajustar un topall de profunditat, emboliqueu la broca amb cinta al punt corresponent o ajusteu el topall d’una trepant de columna.

El diàmetre ha de ser superior a zero. L’angle ha de ser superior a 0° i inferior a 180°. Exactament a 180° no hi ha cap con, sinó només una superfície plana.

Angles habituals d’avellanat

L’angle de la broca ha de coincidir amb l’angle del cap del cargol. Si els angles no coincideixen, queda un espai al voltant del cap i el cargol no queda arran de la superfície, encara que la profunditat sigui exactament correcta.

Avellanatge i caixabuit

L’avellanatge crea un allotjament cònic per a un cargol de cap pla cònic. El caixabuit crea un cilindre de fons pla per a un cargol de cap cilíndric amb costats rectes, com ara un cargol de cap cilíndric amb casquet hexagonal. La fórmula anterior només s’aplica a l’avellanatge. La profunditat del caixabuit es determina per l’alçada del cap del cargol més un petit joc, no pas mitjançant aquesta relació trigonomètrica.

Observacions pràctiques

En la perforació real, la geometria rarament coincideix exactament amb la teòrica. Diversos factors poden modificar el resultat:

• Recuperació elàstica del material. La fusta tova es comprimeix lleugerament sota el cap del cargol i després pot recuperar-se, de manera que el cargol pot quedar una mica sobresortit. Normalment, uns quants dècims de mil·límetre de profunditat addicional ho compensen.
• Desgast de la broca. Una broca esmussada talla un con una mica més ample o més irregular que una de nova.
• Materials recoberts o estratificats. Les peces metàl·liques pintades o revestides necessiten més profunditat perquè el cargol continuï quedant arran de la superfície un cop aplicat el recobriment.
• Angles extrems. Per sota d’uns 30°, la profunditat augmenta molt per al mateix diàmetre: un avellanat de 10 mm a 20° necessita gairebé 28,4 mm de profunditat. Per sobre d’uns 140°, el con és tan pla que amb prou feines enfonsa el cap del cargol.

Per aquest motiu, els mecanitzadors i els fusters solen comprovar la profunditat ajustada en una peça de prova abans de perforar la peça definitiva.

Preguntes més freqüents

Què és un avellanat?

Un avellanat és un rebaix cònic practicat en una superfície perquè un cargol de cap pla quedi enrasat amb la superfície o per sota d’aquesta. Sense aquest rebaix, la part inferior plana del cap del cargol descansa damunt del material en lloc d’encaixar-hi.

Quina és la fórmula de la profunditat d’avellanat?

La profunditat és igual a la meitat del diàmetre dividida per la tangent de la meitat de l’angle: profunditat = (diàmetre ÷ 2) ÷ tan(angle ÷ 2). El diàmetre i l’angle han d’utilitzar les unitats que espera la calculadora: mil·límetres i graus.

Quin angle he d’utilitzar?

Feu coincidir l’angle de la broca amb l’angle del cap del cargol. Han de ser iguals perquè el cargol quedi arran de la superfície. 82° és l’angle inclòs estàndard dels cargols avellanats de la sèrie en polzades a l’Amèrica del Nord, 90° és l’estàndard dels cargols mètrics avellanats i 100° s’utilitza en molts elements de fixació aeronàutics.

Quin diàmetre d’avellanat he d’utilitzar per a un cargol determinat?

Mesureu el diàmetre del cap del cargol i afegiu-hi aproximadament 0,5–1 mm de joc. Un avellanat massa ajustat fa que el cap del cargol es bloquegi abans d’assentar-se; un de massa ample deixa un espai visible al voltant del cargol.

Aquesta calculadora funciona amb polzades?

Les dades d’entrada de la calculadora són en mil·límetres, però la fórmula subjacent funciona amb qualsevol unitat coherent. Podeu convertir primer les polzades a mil·límetres (multiplicant per 25,4), fer el càlcul i tornar a convertir el resultat, o aplicar directament la mateixa fórmula utilitzant polzades per al diàmetre; en aquest cas, el resultat de la profunditat serà en polzades. Per exemple, un avellanat de diàmetre 0,375 polzades a 82° dona una profunditat aproximada de 0,216 polzades (5,49 mm)

Per què el meu cargol encara sobresurt encara que la profunditat coincideixi amb el càlcul?

La causa més habitual és que l’angle de la broca no coincideix amb el del cap del cargol. Altres causes són la recuperació elàstica de la fusta tova i la variació normal de les dimensions dels caps dels cargols entre fabricants. Comproveu l’ajust en material de rebuig i ajusteu lleugerament la profunditat si el cargol encara sobresurt.