Los orificios son elementos fundamentales en el diseño de ingeniería y la fabricación. Facilitan la fijación del conjunto, el canal o el paso para el flujo de fluidos, el posicionamiento, la reducción de peso, etc. tipos de agujeros en ingenieria para cumplir estos propósitos. Por lo general, se diferencian entre sí en forma, profundidad, funcionalidad y herramientas necesarias para crearlos.
Los agujeros pasantes, ciegos, roscados, avellanados, interrumpidos, cónicos, escariados y escariados se utilizan con frecuencia en diversos componentes y sistemas mecánicos. Además, son los más comunes en dibujo y en ingeniería, incluyendo los agujeros para tornillos más utilizados en la fijación. Es fundamental comprender estos agujeros, su diseño, características y funcionalidad antes de incluirlos en el diseño de la pieza.
Continúa leyendo, este artículo te guiará a través de 14 tipos diferentes de agujeros.
¿Qué es una característica de agujero en ingeniería?
En ingeniería, un agujero se define como una cavidad circular o una abertura geométrica, que puede ser pasante o ciega desde la superficie. En los dibujos técnicos, se pueden reconocer mediante símbolos de agujero específicos (símbolo de agujero en dibujo de ingeniería / símbolos de agujero en dibujos) y sus correspondientes GD&T, incluyendo notaciones comunes como el símbolo de dibujo de agujero pasante. Por ejemplo, el símbolo "Ø" con el diámetro correspondiente se utiliza para indicar agujeros de ingeniería simples.
Mientras tanto, el taladrado CNC, el punzonado, el roscado, el brochado y el taladrado por electroerosión son técnicas comunes. La técnica que se utilice dependerá de las características especificadas en el diseño.
La ubicación, el diámetro, la profundidad y las tolerancias son las variables que definen cualquier tipo de orificio. Los datos y las referencias (líneas, planos, ejes, etc.) se utilizan para lograr un posicionamiento o una ubicación precisos. La profundidad y el diámetro son esenciales para elegir el tamaño de herramienta y los parámetros de mecanizado correctos, mientras que las tolerancias mantienen la precisión y exactitud del orificio.
RapidDirect admite el mecanizado de orificios de precisión a partir de dibujos de ingeniería, lo que garantiza GD&T precisos, tolerancias estrictas y diseños de orificios fabricables para piezas CNC.
Descripción general de 14 tipos de perforaciones de ingeniería
| Tipo de agujero | Sección transversal/forma | Propósito |
| Agujero simple | Circular, diámetro uniforme | Montaje y holguras. |
| A través del orificio | Circular, se extiende completamente a través | Paso de fluidos, cableado y fijación. |
| Hoyo ciego | Circular, apertura única | Montaje, atornillado y reducción de peso. |
| Agujero interrumpido | Circular, discontinua | Asientos de cojinetes, pasadores de ubicación y pernos. |
| Agujero con rosca | Circular con roscas internas | Fijación con roscas helicoidales internas. |
| Agujero cónico | Cónico, diámetro reductor | Juntas de presión, control de fluidos y sellos de alto rendimiento. |
| Agujero abocardado | Rebaje cilíndrico | Carcasa y estética del cabezal del sujetador. |
| Avellanado | Rebaje cónico | Mejor sujeción y sellado. |
| Agujero de contrataladro | Ampliación cónica/afilada | Acabados suaves y mejor atornillado. |
| Agujero de superficie | Avellanado superficial | Distribución de presión y descanso suave para cabezas de sujetadores. |
| Holgura de tornillos | Circular, ligeramente sobredimensionado. | Fácil paso de tornillos, desmontaje y montaje. |
| Agujero escariado | Abertura circular refinada | Alta precisión y acabado superficial mejorado. |
| Agujero superpuesto | Círculos que se intersecan parcialmente o totalmente | Útil en ensamblajes complejos |
Agujero simple
Se trata de un orificio circular recto en la superficie, que puede ser pasante o ciego. Una abertura circular se extiende hasta una profundidad determinada o a través del espesor con un diámetro uniforme. Los orificios simples se utilizan para el ensamblaje o las holguras. Se indican con "Ø" en los dibujos (también es la llamada predeterminada para los tipos de orificios en SolidWorks) y se pueden perforar con brocas comunes del diámetro deseado.
A través del orificio
La apertura no siempre es por ambos lados (o por todos los espesores), algunos se perforan hasta un espesor determinado, llamados agujeros pasantes. Tienen el formato de “Ø diámetro Pasante” en la representación del dibujo. Por ejemplo, “ Ø 30 a través” representa un agujero profundo de 30 mm de diámetro.
Además, son fundamentales para el paso de fluidos, el espacio para el cableado y las tareas de sujeción. Puedes crear este tipo de orificios perforando o punzando la pieza de trabajo.
Hueco ciego o agujero ciego o pozo ciego
Cualquier agujero que no atraviese completamente todo el espesor de la pieza de trabajo se denomina agujero ciego. Se perfora hasta una determinada profundidad del material y contiene solo una abertura. Por lo general, se realiza con taladros de columna y la profundidad depende de la longitud de la broca. Además, los machos de roscar inferiores son útiles para cortar roscas ciegas con fines de fijación.
El símbolo ciego es “↓” Por ejemplo, un agujero ciego con un diámetro de 30 mm y una profundidad de 12 mm se denota como “Diámetro 30 ↓ 12mm”.
Perforar este tipo de orificios de ingeniería es más complicado, ya que la broca puede romperse o torcerse debido a la acumulación de material. Por lo tanto, se debe tener en cuenta la geometría de la broca (se prefieren las ranuras espirales) para la evacuación de virutas hacia arriba.
Posteriormente se utilizan aberturas ciegas para el montaje, atornillado o incluso para la reducción de peso.
Agujero Intruido
El término interrumpido se refiere a agujeros discontinuos, que se cruzan con otras aberturas. Contiene perforaciones regulares a una cierta profundidad, interrumpidas por otras características y nuevamente continuas después de la interrupción. Aquí, debe recordarse que el agujero permanece en el mismo eje después de la zona sin material. Son comunes para asientos de cojinetes, pasadores de posicionamiento y pernos debajo de la superficie.
No es tan complicado crear un agujero interrumpido como parece. Una broca perfora la parte que está por encima de la intersección y luego se mueve a otra parte que está debajo del área abierta sin ningún arreglo adicional. En algunos casos, es posible que deba ajustar las RPM del husillo.
Agujeros enroscados
Como sugiere el nombre, agujeros enroscados implican la fijación de roscas internas (estructura helicoidal continua) para la fijación. Las herramientas de perforación CNC, como insertos de rosca y fresas, crean tipos de orificios roscados en proyectos de ingeniería.
Hay dos formas de indicación de orificio roscado: un “Ø” o “M”. Aquí, M representa el sistema métrico y el siguiente valor numérico se refiere a la longitud de la rosca.
Agujeros para roscar
Puede que te confundas con la rosca y el roscado, ambos son agujeros con roscas de sujeción, pero los métodos para hacerlos difieren de uno a otro.
“Todos los agujeros roscados son agujeros roscados, pero no todos los agujeros roscados son agujeros roscados”
Por lo tanto, la diferencia está en el método de creación. En lugar de insertos y brocas, el roscado implica cortar o dar forma a machos de roscar especificados con las dimensiones deseadas. Por lo general, los machos de roscar vienen en diferentes tamaños y la selección depende del tamaño del orificio que desee roscar.
Además, la indicación del orificio roscado es "M", seguido del diámetro nominal, el paso y la profundidad de la sección de la rosca. Por ejemplo, “M6 1.5 10” se refiere a un orificio roscado con un diámetro nominal de 6 mm, un paso de 1,5 mm y una profundidad de rosca de 10 mm.
Agujeros cónicos
Primero, el término "Disminuyendo" Se refiere a la reducción constante del diámetro de un extremo al otro en cualquier característica de mecanizado. Por lo tanto, los agujeros cónicos implican el cambio de diámetro de una abertura a otra a una velocidad uniforme. Se encuentran comúnmente en juntas de prensa, sistemas de control de presión de fluidos y sellos de alto rendimiento.
Los agujeros cónicos se miden en grados cónicos (ángulo de inclinación) que definen cuántos grados (°) de inclinación tiene el agujero desde un extremo al otro. A menudo, los operadores modifican el ángulo de la punta de la broca según el cono deseado. En el símbolo de llamada para agujeros cónicos, “ Una línea recta pasa por el triángulo.
Agujeros avellanados
Los orificios avellanados implican una abertura agrandada (huecos cilíndricos) para alojar los pernos o juntas tóricas con forma de cabeza de fijación. Mientras tanto, ambas secciones cilíndricas son coaxiales. No solo protegen las fijaciones, sino que también realzan la belleza estética.
El número de identificación del orificio avellanado es “⌴” junto con el símbolo de diámetro (Ø) y el valor. Por ejemplo, ⌴Ø20 se refiere a un avellanado con un diámetro de 20 mm.
Agujeros avellanados
Se pueden relacionar los agujeros avellanados con los avellanados, la única diferencia es que el avellanado contiene un rebaje cónico en la abertura. En consecuencia, la indicación del avellanado es “⌵” y el borde teórico implica después del símbolo.
Al igual que el avellanado, el avellanado también facilita mejores soluciones de fijación y sellado para tornillos, pernos, etc.
Agujeros contrataladros
Los taladros de contrataladro tienen una ampliación cónica o ahusada en su abertura para acomodar remaches, pernos u otros elementos de fijación. Este diseño permite que los elementos de fijación queden al ras o empotrados, lo que contribuye a un acabado suave. Posteriormente, los símbolos son similares a los avellanadores.
Agujeros puntuales
Spotface se refiere a un pequeño orificio avellanado poco profundo en la parte superior y el tamaño regular se extiende hacia abajo de manera coaxial. Por lo tanto, se puede comparar con los orificios avellanados. Este diseño ofrece una distribución uniforme de la presión y un apoyo suave para la cabeza del sujetador. Además, este tipo de orificios también son adecuados para aplicaciones de sellado.
A continuación, el símbolo de los agujeros en los dibujos de ingeniería es "⌴ y SF encima”, seguido del diámetro y otra información (es decir, pasante, ciego, etc.).
Orificios de paso para tornillos
Como indica el nombre, los orificios de paso para tornillos se perforan con diámetros ligeramente mayores que los de los tornillos, pernos u otros elementos de fijación. Por lo tanto, pasarán fácilmente a través del orificio (al lado de su cabeza). Además, el espacio libre facilita el desmontaje y el reensamblaje. Además, los tipos de refrentado tienen los mismos símbolos de indicación que los orificios de ingeniería simples.
La fórmula para calcular el tamaño:
Tamaño del orificio de paso = (diámetro del tornillo + diámetro de la cabeza del tornillo) / 2
Agujeros escariados
No se trata de ningún tipo de orificio especializado en ingeniería, sino de orificios sencillos refinados con escariadores para lograr precisión dimensional y una mejor calidad de acabado. El taladro CNC puede escariarlos utilizando escariadores del tamaño correcto.
Agujeros superpuestos
Los agujeros superpuestos son intersecciones parciales o totales de dos agujeros simples, que se utilizan normalmente en aplicaciones de conformado de metales. Aunque la superposición puede reducir la resistencia del material, el refuerzo puede contrarrestarlo. Además, se encuentran en ensamblajes complejos y fabricación de metales a medida.
Métodos comunes para el mecanizado de agujeros
RapidDirect ofrece todos los principales procesos de mecanizado de agujeros, incluyendo taladrado CNC, fresado, roscado, escariado y taladrado de agujeros por electroerosión, lo que permite agujeros de alta precisión para prototipos y piezas de producción. A continuación, analicemos las técnicas de mecanizado más comunes.
CNC fresado
El fresado CNC admite diversas herramientas, incluidas las brocas. Además, las herramientas de fresado habituales, como una fresa de extremo, fresas de corte y brocas de centrado, también son adecuadas para crear geometrías de orificios complejas. El movimiento del husillo multieje permite realizar orificios no circulares (irregulares) estrictamente según los programas CNC.
Una fresadora CNC puede realizar escariado, cajeado, brochado, avellanado, taladrado recto y muchas operaciones de mecanizado de agujeros. Además, el fresado permite crear otras características además de agujeros en una sola configuración de mecanizado. El fresado CNC de 5 ejes de RapidDirect también admite características de agujeros angulares, intersectoriales y no circulares, difíciles de lograr con el taladrado estándar.
Perforación CNC
Perforación CNC Es un método especializado para perforar de manera eficiente y a alta velocidad. Una prensa o máquina taladradora CNC crea distintos tipos de orificios circulares de distintas profundidades y tamaños.
Al igual que el fresado, todo comienza con la creación de un diseño en un software con el GD&T adecuado. Luego, se realizan las conversiones al formato STEP o STL. Finalmente, se ejecutará la operación con la herramienta adecuada y la configuración variable. La broca gira y se desplaza en dirección descendente alimentando el material. Además, sus tipos de máquinas son de banda, de brazo radial, de husillos múltiples, microtaladro, etc.
Perforación EDM
Taladrado por electroerosión o perforación de agujeros El mecanizado por electroerosión es un método sin contacto para hacer agujeros. Utiliza un alambre de electrodo como herramienta de perforación que crea una chispa eléctrica con una pieza de trabajo dentro de la solución dieléctrica. Esta chispa derrite el material de la pieza de trabajo y crea una cavidad del mismo tamaño que el alambre-electrodo, que puede ser de tan solo 0.0025 pulgadas (0.065 mm).
La electroerosión se puede utilizar para realizar perforaciones de microagujeros simples y curvos. Además, es compatible con cualquier material duro, siempre que sea conductor de electricidad.
Roscado CNC
El roscado CNC crea roscas en distintos tipos de agujeros utilizando los machos y las matrices correspondientes. Hemos analizado sus capacidades de creación de agujeros anteriormente en la sección de roscado de agujeros.
Consideraciones para elegir el tipo de orificio correcto en el diseño de ingeniería
Un diseño de orificio incompatible puede provocar desalineación, interioridad estructural débil, mal funcionamiento del producto o incluso fallas en el ensamblaje. Por lo tanto, elegir los tipos de orificios correctos en ingeniería es esencial para una fabricación precisa y de calidad.
Los orificios más adecuados para sus piezas o producto dependen completamente de los requisitos de la aplicación y del material de trabajo. Si no está seguro de qué tipo de orificio se adapta a su diseño, los ingenieros de RapidDirect le ofrecen... comprobaciones DFM gratuitas para optimizar el diámetro, la profundidad, las tolerancias y las herramientas antes de la producción.
Analicemos algunas consideraciones clave para una selección correcta;
Aplicación prevista del orificio
¿Necesita orificios para el flujo de lubricante, la fijación de pernos y tuercas, el sellado y el aspecto estético, o tiene alguna otra función? Esta pregunta le ayudará a seleccionar los orificios que son totalmente capaces de cumplir con su propósito. Por ejemplo, los machos de roscar son los mejores para la fijación de tornillos y los orificios ciegos simples son adecuados para aplicaciones de montaje.
Tamaño y geometría del orificio
Piensa en el tamaño que necesitas, como el diámetro y la profundidad. A continuación, asegúrate de que la forma sea la adecuada para la funcionalidad, ya sea circular, rectangular, cuadrada o irregular. A continuación, analiza qué tipos de agujeros son factibles con esa forma y tamaño.
Tipo de material de trabajo
La dureza, la fragilidad, la estabilidad térmica y otras propiedades diversas del material afectan el proceso de mecanizado de agujeros. Por lo tanto, debe tener en cuenta el tipo de material de trabajo en el que va a crear agujeros. También ayuda identificar el material de la herramienta.
Fuente de alimentación
Se trata de tener en cuenta la fuente de polvo según el tipo de orificio que se desea mecanizar. Por ejemplo, las fuentes de energía más bajas provocan imprecisiones y obstrucciones de material. Tener en cuenta la maquinaria disponible y la fuente de energía necesaria garantiza la viabilidad de fabricación de los diseños de orificios.
Perforación de agujeros en diversos materiales
Se pueden crear muchos tipos de agujeros en materiales de ingeniería, incluidos metales, aleaciones, plásticos, materiales compuestos y madera. Además, sus propiedades específicas limitan los tipos que se pueden crear en ellos.
La siguiente tabla describe la perforación de agujeros en diferentes materiales y consideraciones;
| Material | Consideraciones especiales | Herramental: | Speed (Rapidez) | Alimentación |
| Metales y Aleaciones | Refrigeración para evitar sobrecalentamiento, Elegir una broca según dureza- Endurecimiento por trabajo en aleaciones ferrosas. | Brocas de acero de alta velocidad (HSS) o cobalto, brocas con punta de carburo para aleaciones duras. | Bajo a moderado | Moderado |
| Plásticos | Evite la fusión por calor. Utilice herramientas afiladas y de baja fricción. Evite apretar la pieza de trabajo para evitar que se agriete. | Brocas específicas para acrílico o plástico, brocas con punta Brad para mayor precisión. | Alto y reduce el tiempo de contacto. | Bajo a moderado |
| composites | Minimice la delaminación utilizando una placa de respaldo. Evite la fuerza excesiva. | Brocas recubiertas de diamante o de carburo. Utilice brocas compatibles con capas. | Bajo a moderado | Moderado |
| Bosque | Evite que se astille sujetando el lado de salida. Considere la dirección de la veta y utilice herramientas afiladas para evitar quemaduras. | Evite que se astille sujetando el lado de salida, considere la dirección de la veta y utilice herramientas afiladas para evitar quemaduras. | Moderado a alto | Moderado |
Ajustes, indicaciones y tolerancias de orificios de ingeniería
El término "adaptar" está relacionado con el mecanismo de agujero y eje, que define el contacto físico o espacio libre entre ellos. Hay tres principales tipos de ajustes; Ajuste de transición, interferencia y holgura. El ajuste de holgura se refiere a un diámetro de orificio ligeramente mayor que el del eje de acoplamiento, mientras que en el caso de los ajustes de interferencia es menor que el diámetro del eje. En consecuencia, los ajustes de transición son su estado combinado.
Los callouts son sistemas de dimensionamiento geométrico para los orificios de ingeniería. Incluyen el símbolo y la información de dimensionamiento crítica.
Tolerancias Son parámetros de control de calidad en el mecanizado de agujeros. Garantizan las desviaciones admisibles respecto de las dimensiones ideales, profundidad, diámetro, ángulos, cilindricidad, etc.
Conclusión
Las distintas variaciones de orificios tienen sus propias características, prácticas de diseño y funcionalidad. En consecuencia, la elección depende del propósito de la característica del orificio. Algunos son ideales para fines de fijación y algunos ofrecen canales de refrigeración eficientes. Mientras tanto, los orificios personalizados son mejores para requisitos funcionales únicos. Sin embargo, los resultados dependen de los diseños óptimos y la capacidad de la maquinaria de perforación.
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Preguntas Frecuentes
Existen más de 14 tipos de orificios y la mayoría de ellos son ideales para el atornillado mecánico. Algunos de los orificios para pernos más populares son los de avellanado, escariado, roscado y de paso.
Está especialmente diseñado para operaciones de punzonado, donde el borde debe estar alejado al menos 1.5 veces el diámetro del orificio, es decir, la distancia de orificio a orificio y borde debe ser ≥ 1.5 D.
Existe una ecuación simple para determinar el diámetro del orificio libre y la tolerancia: Diámetro del orificio libre = (diámetro del tornillo + diámetro de la cabeza) / 2.
Para identificar un agujero, puedes mirar el dibujo e identificar los símbolos (Ø), citar tablas y anotaciones de normas internacionales.
En ingeniería, un agujero se define como un cavidad cilíndrica o circular creado en una pieza para funciones como sujeción, alineación, flujo de fluidos o reducción de peso. Normalmente se representa en dibujos técnicos mediante el Símbolo “Ø” (diámetro), junto con dimensiones, tolerancias y referencias GD&T.
