Na engenharia, “fio" refere-se às ranhuras espirais na geometria cilíndrica externa ou cilíndrica interna oca, que podem ser qualquer coisa, desde um pequeno parafuso até uma peça personalizada de um grande conjunto mecânico. Corte, rosqueamento e fresamento são as principais práticas para fabricá-los. Enquanto isso, Fresamento de roscas é especialmente popular para criar linhas em itens de médio a grande porte.
Embora esse recurso mecânico pareça simples, ele tem diversas aplicações, como fixação, transmissão de movimento, suporte de carga radial e vedação. É igualmente complexo e desafiador de ser fabricado com precisão.
Este artigo abordará o processo, as ferramentas, as vantagens e desvantagens do fresamento de roscas em peças de metal e plástico, com uma engenharia completa da rosca. Além disso, faremos uma comparação com o rosqueamento no final.
O que é Fresamento de Roscas?
O processo de fresamento de roscas é um tipo de operação de fresagem CNCUma técnica de fabricação subtrativa para a criação de roscas. Utiliza uma ferramenta especializada de ponta única que remove o material da peça e cria roscas projetadas. Ao contrário dos métodos convencionais de rosqueamento, a fresagem é flexível com tolerâncias de diâmetro e pode criar roscas com diâmetros variados ao longo do comprimento da peça.
Você pode executar rosqueamentos internos e externos com uma fresadora, de acordo com suas necessidades específicas. As ferramentas giram em padrões circulares helicoidais ao longo das laterais das peças de trabalho, removendo material e criando uma estrutura helicoidal.
A ferramenta segue um caminho helicoidal ao redor da parte externa de uma peça cilíndrica para roscas internas, enquanto ela entra no furo e segue um caminho semelhante ao longo da parede interna.
Este método é aplicável até mesmo para furos de grande porte e componentes de paredes finas. Uma única ferramenta pode ser usada em diferentes projetos com diferentes diâmetros de passo, proporcionando flexibilidade e personalização. Consequentemente, você pode fresar roscas em materiais resistentes como aço para ferramentas (> 45 HRC), ligas de titânio e Inconel.
Terminologias de rosca mecânica
Em engenharia e manufatura, existem vários termos específicos usados para descrever o processo de design e produção. Então, vamos analisá-los antes de prosseguirmos com a discussão.
- Diâmetro principal: O diâmetro externo (ou diâmetro do eixo onde as roscas são formadas)
- Diâmetro menor: Diâmetro interno após a criação da estrutura helicoidal (menor diâmetro) / diâmetro do furo antes da rosca, no caso de rosca interna
- Crista: A parte superior (borda superior) do formato helicoidal.
- Raiz: A superfície inferior entre dois flancos de rosca.
- Flanco: A superfície do fio que fica entre a crista e a raiz.
- Ângulo da rosca: O ângulo formado por dois flancos de rosca adjacentes.
- Pitch: Passo é a distância entre duas cristas adjacentes.
- Diâmetro do passo: É o diâmetro que se ajustará corretamente ao seu componente macho/fêmea.
- Chumbo: Significa o comprimento/distância que a rosca percorrerá em uma volta durante o encaixe.
Como funciona o fresamento de roscas?
O mecanismo principal reside no movimento da ferramenta de corte de rosca em uma trajetória helicoidal, controlada por programas CNC. Normalmente, a peça permanece parada, enquanto a ferramenta pontiaguda gira e suas arestas removem o material. Ao contrário do rosqueamento, a geometria da ferramenta não está diretamente conectada à geometria da rosca. Em vez disso, o movimento ao longo dos eixos X e Y determina o diâmetro, e o eixo Z controla o passo.
As etapas do fresamento de roscas CNC são as seguintes;
Etapa 1: Configuração da máquina e seleção de ferramentas
Primeiro, escolha o tipo certo de fresadora CNC ou fresadora de roscas especializada. Pré-usine a peça, criando um furo ou alisando a superfície externa onde as roscas precisam ser criadas. Consequentemente, escolher o tipo certo de ferramenta é igualmente crucial. cortadores de ponto único para rosqueamentos pequenos e precisos, fresas de perfil multidentes para alta velocidade e indexável para tamanhos grandes. A seleção do tamanho da ferramenta depende dos parâmetros da rosca, como diâmetros maior e menor.
Etapa 2: Programação CNC
Depois de montar a ferramenta no eixo e alinhar a peça de trabalho com ela, Códigos G e M ditam todos os movimentos da ferramenta. Eles controlam a trajetória da ferramenta, o número de passadas, a taxa de remoção de material, a profundidade, etc.
O programa CNC também define o arco de entrada e saída da aresta de corte, o tipo de rosca (por exemplo, M10x1.5, UNC), o passo da rosca, a folga da ferramenta e a taxa de avanço.
Etapa 3: O processo de corte da rosca
Nesta etapa, o programa CNC é executado e a máquina inicia o corte da rosca. A ferramenta entra em um arco pré-determinado, segue a trajetória helicoidal e retrai a peça após a conclusão do passe final.
Ferramentas de fresagem de rosca
Você pode usar vários tipos de ferramentas para fresamento de roscas, que diferem em geometria, mecanismo de remoção de cavacos e capacidade de cortar tipos específicos de roscas. Vamos discuti-los brevemente.
Fresas de rosca de canal reto
Como o nome sugere, este tipo de fresa de rosca utiliza um canal reto, que remove os cavacos à medida que os dentes engatam e removem o material. Os dentes de corte engatam e cortam continuamente o material, com o canal reto entre eles sendo evacuado para fora. Fresas de canal reto são mais comuns no corte de roscas em materiais altamente usináveis, como alumínio e ABS.
Fresas de rosca de canal helicoidal
As fresas de canais helicoidais contêm um conjunto de dentes na circunferência da ferramenta, dispostos em uma trajetória helicoidal, formando um canal helicoidal entre eles. O ângulo da hélice normalmente varia de 15 a 30°. Essa geometria facilita a remoção de cavacos e a velocidade do que os canais retos, além de produzir um acabamento superior.
Fresas de rosca de forma única
Esta fresa de rosca corta as ranhuras da rosca em uma única passada (ou uma única rosca por vez). É adequada principalmente para rosqueamento interno; os dentes engatam com o material e avançam, enquanto os canais helicoidais removem os cavacos externos. Embora tenha baixa velocidade, você pode obter mais flexibilidade com uma fresa de formato único.
Fresas de Rosca de Perfil Único
Ao contrário de uma fresa de perfil único, uma fresa de perfil único envolve múltiplas arestas de corte que podem cortar várias roscas simultaneamente com um perfil consistente. Você pode cortar roscas com o mesmo passo e tamanho de rosca com mais rapidez e precisão. No entanto, estas fresas não são flexíveis e funcionam apenas para o tamanho de rosca específico para o qual foram projetadas. Por exemplo, uma fresa de perfil de rosca única projetada para M6 × 1 não pode cortar M6 × 0.75.
Fresas de rosca multiformas
Enquanto uma fresa de formato único corta uma ranhura de rosca em uma única passagem, uma fresa de formato múltiplo pode cortar vários passos com seus dentes espaçados axialmente, que correspondem ao tamanho do passo correspondente. Elas também são utilizadas para a produção rápida de roscas com tipos, tamanhos e passos específicos.
Vantagens do fresamento de roscas
- Flexibilidade: Uma ferramenta de rosca única pode executar vários tipos de fresamento de roscas com tamanhos variados, como roscas internas e externas.
- Personalização: A ferramenta/fresa pode ser projetada para um tamanho específico, e você pode criar roscas idênticas em grandes tiragens.
- Produção mais rápida: A automação do fresamento de roscas CNC reduz os tempos do ciclo de produção e permite um corte rápido com desvio mínimo em tamanho e qualidade.
- Diversas opções de materiais: As fresas de rosca são compatíveis com materiais macios e duros; você pode até mesmo fazer roscas em materiais difíceis de usinar com ferramentas adequadas.
- Desgaste mínimo: A ferramenta de corte só encaixa o material onde ele precisa ser rosqueado, não em toda a circunferência. Isso resulta em desgaste mínimo na peça de trabalho.
- Precisão: A A fresadora CNC pode atingir tolerâncias de rosca tão baixas quanto
Desvantagens do fresamento de roscas
- Mais lento para roscas internas, pois é necessário pré-furar os furos
- Máquinas avançadas e configuração demorada, o que pode não ser economicamente viável para roscas simples e pequenas tiragens.
- As fresas de rosca não são compatíveis com furos pequenos; normalmente, elas requerem um diâmetro de furo ≥6 mm.
Fresamento de roscas versus rosqueamento
O rosqueamento é outro método de criação de roscas dentro de furos (internos) que utiliza ferramentas especiais chamadas "rosqueadores". A ferramenta de rosqueamento entra no furo e forma roscas de tamanho idêntico ao seu. As ferramentas de rosqueamento são operadas tanto manualmente quanto manualmente. por máquinas CNC, e pode criar roscas em materiais fáceis de usinar, como alumínio, aço e ABS.
A tabela abaixo descreve as diferenças entre rosqueamento e fresamento de roscas.
| Critérios | Fresagem de Rosca | Tocar |
| Processo e Ferramentas | O programa CNC guia uma única ferramenta em um caminho helicoidal | Ele usa uma torneira em formato de parafuso, projetada para um tamanho/passo de rosca específico. |
| Flexibilidade | Altamente flexível, pois uma ferramenta pode cortar roscas internas/externas, direitas/esquerdas, com tamanhos diferentes. | Flexibilidade limitada, pois a torneira deve ser trocada a cada vez para um tamanho variado. |
| Velocidade de produção | Mais lento para furos pequenos (≈10–15 s/furo) | Muito mais rápido por buraco (≈2–8 s) |
| Requisitos da máquina | Requer uma configuração CNC com interpolação helicoidal e um fuso de alta rotação | A rosqueamento pode ser realizado em máquinas CNC/rosqueadoras mais simples |
| Adequação do Material | Excelente para materiais duros como titânio, aço inoxidável, Inconel, etc. | É adequado somente para metais fáceis de usinar, como alumínio, latão, aço carbono, etc. |
| Qualidade e precisão da linha | Alta precisão e acabamento superficial devido ao excelente controle de cavacos. | Bom para roscas padrão e acabamento e precisão dependem da qualidade da ferramenta |
| Volume de produção | Ideal para volume baixo a médio e | Ideal para grandes lotes de threads idênticas: rápido, repetível e de baixa configuração. |
| Complexidade de configuração | Maior complexidade de programação, trajetórias helicoidais, avanços, deslocamentos, etc. | Mais simples de configurar: ciclos fixos padrão, configurações básicas de velocidade/profundidade. |
Dicas práticas para fresamento de roscas CNC
Para roscas de alta qualidade, você pode seguir as seguintes dicas práticas ao escolher ferramentas e executar o processo de fresamento;
- Use a velocidade de corte correta: Frequentemente, o uso de velocidades e avanços mais lentos produz resultados precisos com um acabamento suave. Portanto, use a velocidade correta com base no tamanho e passo da rosca.
- Otimize a ferramenta para remoção de cavacos: Se você estiver usando uma ferramenta projetada para um projeto de rosca específico, otimize sua geometria para melhor remoção de cavacos. Por exemplo, canais helicoidais podem ter melhor desempenho.
- Recurso de chanfro e escareamento: Adicione um escareador na extremidade das roscas internas e um chanfro na extremidade das roscas externas.
- Prefira ferramentas padrão: O uso de fresadora de roscas de tamanho e tipo padrão reduz o custo das ferramentas e também é fácil de configurar na máquina CNC.
- Segure a peça de trabalho firmemente: Segure o trabalho com a força de fixação correta
Precisa de um parceiro especialista para seus projetos de fresamento de roscas CNC?
Como discutimos, o fresamento de roscas permite a fabricação de uma ampla gama de parafusos e roscas, tanto na parte externa do eixo quanto na parte interna dos furos. No entanto, é necessário o uso das ferramentas, parâmetros de fresamento e programa CNC corretos para obter resultados precisos. Se você procura um parceiro confiável e especializado para fabricar roscas e ter seu projeto pronto, a RapidDirect pode ser a solução.
Nossa Serviço de fresagem CNC Oferece múltiplas operações, incluindo fresamento de roscas CNC. Contamos com máquinas CNC multieixos e engenheiros experientes para realizar o seu projeto. Oferecemos soluções abrangentes, desde a otimização do projeto para a manufaturabilidade até o tratamento de superfície, a preços competitivos. Além disso, nossa plataforma de cotações instantâneas oferece um orçamento preciso e transparente para o seu projeto rapidamente. Portanto, carregue seu projeto CNC hoje!
