“As roscas são os componentes que preenchem a lacuna de encaixe e conexão na montagem de peças para otimizar a resistência e durabilidade dos produtos finais na indústria de manufatura global, que depende fortemente da ligação e encaixe de componentes para criar os produtos finais. ”
As roscas são arestas helicoidais contínuas em superfícies cilíndricas e cônicas usadas para acoplamento mecânico e de peças de produtos. Dependendo da aplicação, as roscas são criadas na superfície interna ou externa. Os fios formados na casca externa são conhecidos como fios externos, enquanto os fios na superfície interna são chamados de fios internos. Para a usinagem, existem principalmente três abordagens, Fresagem CNC, usinagem de rosca com um torno, e corte e vinco.
Tipos de roscas por localização
Existem vários tipos de roscas, como roscas espaçadas, roscas de parafusos de máquina, parafusos autoatarraxantes, fixadores ON, parafusos formadores de rosca e parafusos tipo U. Entre esses fixadores ON, roscas espaçadas e roscas de parafusos de máquina são tipos comumente usados na indústria de manufatura. Além disso, de acordo com o Unified Screw Thread System, as roscas NC (grossas) e UNF (finas) são as categorias de rosca padrão.
Aqui vamos discutir brevemente os tópicos internos e externos.
Threads Internos
Uma rosca que flui dentro do fixador, como uma porca, é chamada de rosca interna. A usinagem da rosca interna (fêmea) é feita com uma ferramenta específica para rosqueamento de lábio único. Em contraste, algumas roscas internas são cortadas com uma ferramenta tradicional conhecida como macho de rosca. As roscas internas aceitam o parafuso e prendem-no na peça de trabalho.
Selecione a ferramenta com o tamanho nominal apropriado para usinagem de roscas internas e fixe o diâmetro do furo onde você criará as roscas de acordo com a aplicação de uso final.
Ao fabricar esses fios com usinagem CNC, as roscas reais devem ser removidas do desenho CAD, deixando apenas o perfil do diâmetro maior. Use a relação fornecida para calcular o diâmetro para rosqueamento;
Diâmetro do furo central = Diâmetro do macho – Passo da rosca
Ou
Diâmetro do macho = diâmetro do furo central + passo da rosca.
Localize o centro e faça o furo conforme o diâmetro do furo central calculado anteriormente, depois bata na borda do furo com uma ferramenta de macho e chanfre com um escareador de 90 graus. Agora gire no orifício central para criar os fios contínuos.
Tópicos Externos
Uma rosca se curva ao longo da parte externa do eixo do fixador, como um parafuso. O Torno é uma máquina muito eficaz e amplamente utilizada para produzir roscas externas em peças. Qualquer haste cilíndrica que possa ser virada é elegível para criar perfis de rosca externos. Você pode selecionar a ferramenta com base na profundidade de inclinação necessária.
O corte da rosca externa começa com a matriz de rosqueamento (matriz redonda) e fixação no torno. As bordas devem primeiro ser limadas e chanfradas em 45 graus. Agora toque na borda da peça de trabalho com uma ferramenta de corte antes de girá-la ao longo de seu comprimento para criar uma rosca contínua.
Roscas internas e externas
Padrões de rosca comum
A usinagem de roscas não é um processo padronizado. Dependendo da aplicação, diferentes tipos de roscas podem ser necessários, cada um com suas características e adequação específicas. Aqui estão alguns dos padrões mais comuns:
- Roscas Métricas: Utilizadas globalmente, as roscas métricas são definidas por seu passo (a distância entre cada rosca) e diâmetro. Eles são empregados em uma ampla gama de aplicações devido à sua simplicidade e aceitação universal.
- Tópicos Unificados: Estes são usados principalmente nos Estados Unidos e no Canadá. Eles incluem fios UNC (Unified National Coarse) e UNF (Unified National Fine), cada um oferecendo diferentes resistências e aplicações.
- Tópicos de Whitworth: Originárias do Reino Unido, as roscas Whitworth são caracterizadas por seu perfil específico, com um ângulo de rosca de 55°. Estes são freqüentemente encontrados em máquinas e estruturas britânicas mais antigas.
- Roscas de tubos: Especificamente projetadas para tubos e conexões, essas roscas garantem uma vedação estanque para fluxo de líquido ou gás. Eles incluem roscas NPT (National Pipe Tapered) e BSPT (British Standard Pipe Tapered).
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Terminologia em Usinagem de Roscas
Terminologia em usinagem de roscas
- Raiz: Duas linhas ajustáveis formam uma superfície plana ou arredondada na parte inferior, ou a superfície inferior da ranhura da linha é conhecida como raiz.
- CREST: A superfície mais externa dos fios formando os dois lados de um fio (parte projetada do fio)
- Flanco: A superfície conecta a raiz e a crista de um fio e faz contato com sua contraparte.
- Ângulo da rosca: O ângulo é formado por dois flancos adjacentes de duas roscas no plano axial denominado ângulo de rosca.
- Profundidade do piso: A distância axial entre a crista e a raiz é conhecida como profundidade da rosca.
- Pitch: Distância entre os dois fios idênticos
- Ângulo de hélice: Ângulo entre a hélice da rosca e uma linha normal ao eixo de rotação
- Diâmetro principal: Diâmetro do cilindro coaxial imaginário que toca a crista da rosca externa (ou raiz ou rosca interna)
- Menor diâmetro: Diâmetro do cilindro coaxial imaginário que toca a raiz da rosca externa (ou crista da rosca interna)
- Diâmetro do passo: a média do diâmetro maior e menor
Métodos para usinagem de rosca
O corte de rosca facilita a criação de elos aparafusados em componentes. Se você cortar as roscas internas, certifique-se de que ela possa inserir e travar sua contraparte ao fazer a conexão.
Escolher a melhor abordagem para rosqueamento é fundamental; muitos fatores devem ser considerados, como tecnicidade, economia, consumo de tempo, precisão e disponibilidade de ferramentas.
Fresagem CNC
Fresagem CNC pode ser usado para cortar roscas em roscas internas e externas. Ele emprega o movimento circular das ferramentas de rosqueamento para produzir rosca em um único círculo de movimento lateral. Essa abordagem é usada para cortar roscas de vários tamanhos, mas é mais adequada para furos maiores. Roscas feitas com fresamento criam um Alto acabamento de superfície e consistência dimensional precisa.
Usinagem de rosca com fresamento
No fresamento de roscas, existem dois tipos de ferramentas eficazes e populares: metal duro inteiriço e intercambiável. Os dentes de corte dessas ferramentas são paralelos, em vez de configurados helicoidalmente como os de um macho. As máquinas de rosca multidentes cortam a linha em suas camadas mais profundas em um único furo em toda a volta. Como as ferramentas intercambiáveis geralmente são inadequadas para furos com diâmetro inferior a 0.625 polegadas, as ferramentas de metal duro são usadas principalmente para furos menores; entretanto, o rosqueamento com esta ferramenta é um tanto caro se não for necessária alta precisão. Uma ferramenta intercambiável é mais barata porque você só precisa substituir a fresa após comprá-la.
Existem inúmeros benefícios em usar o fresamento de roscas. Ao contrário do rosqueamento com macho, que pode atender a uma variedade de diâmetros com uma única ferramenta, o rosqueamento com macho só pode lidar com um diâmetro fixo com uma única ferramenta, e machos de diâmetro maior também são caros.
Usinagem de Roscas com Torno
Uma ferramenta de torneamento de ponto único com pastilha de metal duro é usada para este corte. Antes de prosseguir com o corte, alguns cálculos são necessários para cortar a rosca com o torno, como passo, passo, profundidade e diâmetro maior e menor.
O manípulo da torneira é o método mais eficaz para rosquear com um torno. No entanto, a peça de trabalho deve primeiro ser fixada no mandril.
Usinagem de rosca com torno
- Defina a ponta da linha e a altura no ponto central do torno. A broca da ferramenta deve estar no ângulo reto da peça de trabalho.
- Aproxime um pouco mais a ferramenta de rosqueamento da peça de trabalho.
- Agora, mova a alça. Por exemplo, se você deseja gerar roscas com passo de 1 mm, a ferramenta de rosqueamento deve se mover uma distância de 1 mm à medida que a peça completa uma revolução. Então, proceda de acordo.
Corte e vinco de roscas
É uma forma simples e barata de cortar roscas que pode ser usada para produção em massa e não requer um alto grau de precisão e qualidade. Matrizes de rosqueamento para criar uma rosca externa compatível com sua contraparte de rosca interna.
Corte e vinco de roscas
Antes de prosseguir com o corte da rosca com a matriz, a primeira extremidade da peça deve ser chanfrada em 45 graus, o que pode ser feito à máquina ou manualmente. Em seguida, escolha o diâmetro apropriado para a matriz e aperte-o em uma matriz após colocar as matrizes na extremidade, que pode ser facilmente girada ao longo do comprimento para criar as roscas.
As matrizes de rosqueamento também são amplamente utilizadas nas indústrias metalúrgica e de manufatura para reparar roscas em furos ou parafusos raspados. As roscas feitas com matrizes aumentam a resistência e a durabilidade, ao mesmo tempo que diminuem os custos de material porque menos resíduos de metal são desperdiçados durante o processo.
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Principais dicas de design de thread
Algumas considerações simples durante o projeto de roscas influenciam significativamente a eficiência, a precisão e a qualidade da usinagem de roscas. Tais como garantir uma superfície uniforme da peça e chanfro de 45 graus para rosqueamento externo. Projete roscas de tamanho padrão e altura mais baixa para versatilidade e selecione espessura para resistência à pressão.
- Certifique-se de que a superfície da peça esteja uniforme em todo o seu comprimento antes de prosseguir com o corte.
- Para fazer roscas externas, chanfre a extremidade em um ângulo de 45 graus antes de cortar. Um escareador é necessário no final de uma rosca interna.
- Se não houver requisitos específicos para aplicações futuras, é preferível projetar roscas com altura e tamanho padrão menores.
- A espessura da rosca deve ser escolhida de modo que possa suportar a pressão durante o acoplamento.
Acabamento de superfície para roscas
Rosca com acabamento superficial
Depois de concluída a usinagem, o acabamento superficial das roscas é fundamental por questões estéticas, melhora a funcionalidade geral do produto e prolonga sua vida útil. Além disso, é a melhor forma de prevenir a corrosão e a degradação superficial e assim evitar a falha do acoplamento mecânico.
Pintura e -Óxido preto o acabamento são os dois métodos eficazes para o acabamento superficial das roscas. No entanto, a pintura não durará muito tempo em comparação com acabamentos de óxido preto.
Acabamentos de óxido preto
É essencialmente uma camada microscópica de magnetita (Fe3O4) que reveste a superfície do fio. Como a espessura do revestimento de óxido preto é insignificante, ela não afeta a estabilidade dimensional, os parâmetros de projeto ou as propriedades. Para os acabamentos de óxido preto, um lote de fios usinados é imerso em solução salina alcalina na temperatura adequada (130 a 150 0C).
A seguir estão os passos a seguir para o acabamento com óxido preto dos fios.
1. Usando uma solução aquosa alcalina, limpe os fios (em lotes).
2. Limpe imediatamente com água destilada porque soluções alcalinas podem reagir com a superfície da rosca e degradar o acabamento da superfície primária.
3. Limpe novamente com água para neutralizar a limpeza ácida.
4. Mergulhe os fios em solução alcalina fervente por 5 a 45 minutos.
5. Com jato de água, limpe com água pressurizada e deixe secar.
6. Para melhorar a resistência à corrosão e o apelo estético das roscas, aplique cera, óleo, laca ou outros materiais de revestimento secundário.
7. Agora, o lote de threads está pronto para os aplicativos de destino.
Conclusão
A usinagem de roscas é um processo essencial na fabricação. Portanto, a seleção de um método de usinagem adequado é muito crítica. Deve ser de acordo com a aplicação final, disponibilidade técnica e viabilidade económica. Pode ser um pouco complicado, mas não pode ser negligenciado.
Você pode consultar especialistas em técnicas de rosqueamento, desde o projeto até o acabamento superficial. Contamos com uma equipe experiente de engenheiros que irão auxiliá-lo na fabricação de roscas. Prestamos serviços de usinagem de roscas de todas as técnicas, fresagem, usinagem de roscas em torno e corte e vinco, quase tudo que você precisa sobre roscas. Então, se você precisar de algum serviço relacionado, não hesite em contate-nos.
Perguntas Frequentes
Por que a usinagem de roscas é importante na fabricação?
A usinagem de roscas é um dos métodos mais eficazes de fabricação de peça única. As roscas são necessárias para conectar vários mecanismos e peças de produtos. Fortalece juntas e conexões de múltiplos componentes com estruturas muito simples.
Quais são as técnicas populares para usinagem de roscas?
Fresadoras, tornos e matrizes são as técnicas mais populares e práticas para usinagem de roscas na indústria de manufatura.
Qual é a melhor técnica para usinagem de roscas?
Depende de vários fatores, como tamanho das roscas, tipo de aplicação, disponibilidade técnica, viabilidade econômica e exigência de precisão.
O acabamento superficial é crucial para roscas?
Sim, é fundamental evitar a formação de ferrugem e aumentar a durabilidade das ligações juntamente com o apelo estético.