En ingeniería, “thread"Se refiere a las ranuras espirales en la geometría cilíndrica exterior o hueca interior, que puede ser desde un pequeño tornillo hasta una pieza personalizada de un gran conjunto mecánico. El corte, el roscado y el fresado son las técnicas clave para su fabricación. Fresado de roscas Es especialmente popular para crear hilos en artículos de tamaño mediano a grande.
Aunque esta característica mecánica parece simple, tiene diversos usos, como sujeción, transmisión de movimiento, soporte de carga radial y sellado. Su fabricación precisa es igualmente compleja y difícil.
Este artículo abordará el proceso, las herramientas, las ventajas y desventajas del fresado de roscas en piezas de metal y plástico, incluyendo un análisis completo de la rosca. Además, lo compararemos con el roscado al final.
¿Qué es el fresado de roscas?
El proceso de fresado de roscas es un tipo de Operación de fresado CNCUna técnica de fabricación sustractiva para crear roscas. Utiliza una herramienta especializada de una sola punta que retira el material de la pieza y crea roscas diseñadas. A diferencia de los métodos de roscado convencionales, el fresado ofrece flexibilidad en cuanto a tolerancias de diámetro y permite crear roscas con diversos diámetros a lo largo de la pieza.
Puede realizar roscados internos y externos con una fresadora según sus requisitos específicos. Las herramientas giran en patrones circulares helicoidales a lo largo de los lados de las piezas de trabajo, quitando material y creando una estructura helicoidal.
La herramienta sigue una trayectoria helicoidal alrededor del exterior de una pieza de trabajo cilíndrica para roscas internas, mientras que ingresa al orificio y sigue una trayectoria similar a lo largo de la pared interna.
Este método es aplicable incluso a agujeros de gran tamaño y componentes de paredes delgadas. Una sola herramienta puede funcionar en diferentes proyectos con distintos diámetros de paso, lo que proporciona flexibilidad y personalización. Por lo tanto, se pueden fresar roscas en materiales resistentes como acero para herramientas (> 45 HRC), aleaciones de titanio e Inconel.
Terminología de roscas mecánicas
En ingeniería y fabricación, se utilizan varios términos específicos para definir el proceso de diseño y producción. Analicémoslos antes de continuar.
- Diámetro mayor: El diámetro exterior (o diámetro del eje donde se forman las roscas)
- Diámetro menor: El diámetro interior después de crear la estructura helicoidal (diámetro más pequeño) / diámetro del orificio antes de roscar, en caso de roscado interno
- Cresta: La parte superior (borde superior) de la forma helicoidal.
- Raíz: La superficie inferior entre dos flancos de rosca.
- Flanco: La superficie del hilo que se encuentra entre la cresta y la raíz.
- Ángulo de rosca: El ángulo formado por dos flancos de rosca adyacentes.
- Tono: El paso es la distancia entre dos crestas adyacentes.
- Diámetro de paso: Es el diámetro que encajará correctamente con su componente macho/hembra.
- Dirigir: Significa la longitud/distancia que recorrerá el hilo en una vuelta durante el ajuste.
¿Cómo funciona el fresado de roscas?
El mecanismo clave reside en el movimiento de la herramienta de corte de roscas en una trayectoria helicoidal, controlada por programas CNC. Normalmente, la pieza permanece estacionaria, mientras que la herramienta puntiaguda gira y sus filos retiran el material. A diferencia del roscado con macho, la geometría de la herramienta no está directamente relacionada con la geometría de la rosca. En cambio, el movimiento a lo largo de los ejes X e Y determina el diámetro, y el eje Z controla el paso.
Los pasos del fresado de roscas CNC son los siguientes:
Paso 1: Configuración de la máquina y selección de herramientas
En primer lugar, elija el tipo adecuado de fresadora CNC o fresadora de roscas especializada. Premecanice la pieza, creando un orificio o alisando la superficie exterior donde se deben crear las roscas. Por lo tanto, elegir la herramienta adecuada es igualmente crucial. cortadores de un solo punto Para roscados pequeños y precisos, fresas de perfil multidiente para alta velocidad, y indexable Para tamaños grandes. La selección del tamaño de la herramienta depende de los parámetros de la rosca, como los diámetros mayor y menor.
Paso 2: Programación CNC
Una vez que monte la herramienta en el husillo y alinee la pieza de trabajo con ella, Códigos G y M Dictan todos los movimientos de la herramienta. Controlan la trayectoria de la herramienta, el número de pasadas, la velocidad de extracción de material, la profundidad, etc.
El programa CNC también define el arco de entrada y salida del filo de corte, el tipo de rosca (por ejemplo, M10x1.5, UNC), el paso de rosca, la holgura de la herramienta y la velocidad de avance.
Paso 3: El proceso de corte de rosca
En esta etapa, se ejecuta el programa CNC y la máquina comienza a cortar la rosca. La herramienta entra en un arco predeterminado, sigue la trayectoria helicoidal y retrae la pieza tras la pasada final.
Herramientas de fresado de roscas
Se pueden utilizar varios tipos de herramientas de fresado de roscas, que difieren en geometría, mecanismo de arranque de viruta y capacidad para cortar tipos específicos de rosca. Analicémoslas brevemente.
Fresas de rosca de flauta recta
Como su nombre indica, este tipo de fresa de roscar incorpora una ranura recta que elimina las virutas a medida que los dientes se introducen y extraen material. Los dientes de corte se introducen y cortan continuamente, y la ranura recta entre ellos evacua el material al exterior. Las fresas de ranura recta son más comunes para roscar materiales altamente mecanizables como el aluminio y el ABS.
Fresas de rosca de flauta helicoidal
Las fresas de flauta helicoidal contienen un conjunto de dientes en la circunferencia de la herramienta, dispuestos en una trayectoria helicoidal, formando una flauta helicoidal entre ellos. El ángulo de hélice suele oscilar entre 15 y 30°. Esta geometría facilita una mejor evacuación de la viruta y una mayor velocidad que las fresas de flauta recta, además de producir un mejor acabado.
Fresas de rosca de forma única
Esta fresa de roscar corta las ranuras de rosca en una sola pasada (o una sola rosca a la vez). Es principalmente adecuada para roscado interior; los dientes se acoplan al material y avanzan, mientras que las ranuras helicoidales evacuan las virutas. Aunque su velocidad es baja, ofrece mayor flexibilidad con una fresa de una sola forma.
Fresas de roscar de perfil único
A diferencia de una fresa de una sola forma, una fresa de un solo perfil utiliza múltiples filos de corte que permiten cortar múltiples roscas simultáneamente con un perfil uniforme. Permite cortar roscas con el mismo paso y tamaño con mayor rapidez y precisión. Sin embargo, estas fresas no son flexibles y solo funcionan para el tamaño de rosca específico para el que están diseñadas. Por ejemplo, una fresa de un solo perfil diseñada para M6 × 1 no puede cortar M6 × 0.75.
Fresas de roscas multiforma
Mientras que una fresa monoforma corta una ranura de rosca en una sola pasada, una fresa multiforma puede cortar múltiples pasos gracias a sus dientes espaciados axialmente que se ajustan al tamaño de paso correspondiente. También se utilizan para la producción rápida de roscas con tipos, tamaños y pasos específicos.
Ventajas del fresado de roscas
- Flexibilidad: Una herramienta de un solo hilo puede realizar múltiples tipos de fresado de roscas con tamaños variados, como roscas internas y externas.
- Personalización: Es posible diseñar una herramienta o cortadora para un tamaño específico y crear roscas idénticas en tiradas grandes.
- Producción más rápida: La automatización del fresado de roscas CNC reduce los tiempos del ciclo de producción y permite un corte rápido con una desviación mínima en tamaño y calidad.
- Diversas opciones de materiales: Las fresas de roscar son compatibles con materiales blandos y duros, incluso se pueden realizar roscas en materiales difíciles de mecanizar con las herramientas adecuadas.
- Desgaste mínimo: La herramienta de corte solo se introduce en el material donde se necesita roscar, no en toda la circunferencia. Esto minimiza el desgaste de la pieza.
- Precisión: A La fresadora CNC puede lograr tolerancias de rosca tan bajas como
Desventajas del fresado de roscas
- Más lento para roscas internas, ya que es necesario perforar previamente los orificios.
- Maquinaria avanzada y una configuración que requiere mucho tiempo, lo que puede no ser económicamente viable para roscas simples y tiradas pequeñas.
- Las fresas de roscar no son compatibles con agujeros pequeños; normalmente, requieren un diámetro de agujero ≥6 mm.
Fresado de roscas vs. roscado con macho
El roscado es otro método para crear roscas internas dentro de agujeros que utiliza herramientas especiales llamadas "machos". La herramienta de roscado se introduce en el agujero y forma roscas de tamaño idéntico al suyo. Las herramientas de roscado se operan tanto manualmente como manualmente. por máquinas CNCy puede crear roscas en materiales fáciles de mecanizar como aluminio, acero y ABS.
En la siguiente tabla se describen las diferencias entre el roscado con macho y el fresado de roscas.
| Criterios | Fresado de rosca | Tapping |
| Proceso y herramientas | El programa CNC guía una sola herramienta en una trayectoria helicoidal | Se utiliza un macho con forma de tornillo, diseñado para un tamaño/paso de rosca específico. |
| Flexibilidad | Altamente flexible, ya que una herramienta puede cortar roscas internas/externas, derechas/izquierdas de diferentes tamaños. | Flexibilidad limitada, ya que es necesario cambiar el grifo cada vez para uno de tamaño variable. |
| Velocidad de producción | Más lento para agujeros pequeños (≈10–15 s/agujero) | Mucho más rápido por hoyo (≈2–8 s) |
| Requisitos de la máquina | Requiere una configuración CNC con interpolación helicoidal y un husillo de altas revoluciones. | El roscado se puede realizar en máquinas CNC/de roscado más sencillas |
| Idoneidad de los materiales | Excelente para materiales duros como titanio, acero inoxidable, Inconel, etc. | Sólo es adecuado para metales fáciles de mecanizar: aluminio, latón, acero dulce, etc. |
| Calidad y precisión del hilo | Alta precisión y acabado superficial gracias al excelente control de viruta. | Bueno para roscas estándar y el acabado y la precisión dependen de la calidad de la herramienta. |
| Volumen de producción | Ideal para volúmenes bajos a medios y | Ideal para lotes grandes de hilos idénticos: rápido, repetible y con poca configuración. |
| Complejidad de configuración | Mayor complejidad de programación, trayectorias helicoidales, avances, desplazamientos, etc. | Más sencillo de configurar: ciclos enlatados estándar, configuraciones básicas de velocidad y profundidad. |
Consejos prácticos para el fresado de roscas CNC
Para obtener roscas de alta calidad, puede seguir los siguientes consejos prácticos al elegir herramientas y ejecutar el proceso de fresado;
- Utilice la velocidad de corte adecuada: A menudo, usar velocidades y avances más lentos produce resultados precisos con un acabado suave. Por lo tanto, utilice la velocidad correcta según el tamaño y el paso de la rosca.
- Optimizar la herramienta para la eliminación de virutas: Si utiliza una herramienta diseñada para un diseño de rosca específico, optimice su geometría para una mejor evacuación de la viruta. Por ejemplo, las ranuras helicoidales ofrecen un mejor rendimiento.
- Característica de chaflán y avellanado: Agregue un avellanado al final de las roscas internas y un chaflán al final de las roscas externas.
- Prefiera herramientas estándar: El uso de fresas de roscar de tamaño y tipo estándar reduce el coste de las herramientas y también es fácil de configurar en la máquina CNC.
- Sujete firmemente la pieza de trabajo: Sujete la pieza con la fuerza de sujeción correcta
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Como ya comentamos, el fresado de roscas permite crear una amplia gama de tornillos y roscas, tanto fuera del eje como dentro de los agujeros perforados. Sin embargo, requiere el uso de las herramientas, los parámetros de fresado y el programa CNC adecuados para lograr resultados precisos. Si busca un socio confiable y experto para crear roscas y tener su diseño listo, RapidDirect puede ser la solución.
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