Găurile filetate sunt caracteristici mici cu consecințe mari: controlează rezistența asamblării, întreținerea, riscul de inspecție și costul prelucrării.
O indicație bună a filetelor definește clar standardul, dimensiunea, pitch-ul, clasa de potrivire, adâncimea, tipul găurii și cerințele de inspecție, astfel încât producția să nu fie nevoită să ghicească.
Se opresc în interiorul piesei și necesită o adâncime suplimentară de găurire pentru ghidajul filetelor, resturi și filete incomplete.
Se deschid prin piesă, facilitând evacuarea resturilor și ieșirea instrumentului.
Adaugă spațiu liber pentru capul plat sau filete întărite pentru materiale părinte mai moi.
Tipuri principale de găuri filetate
Atunci când proiectezi piese pentru fabricație de precizie, tipul de gaură filetata afectează rezistența, asamblarea, etanșarea, uneltele, inspecția și costul. Filetele interne sunt de obicei grupate după dacă se opresc în interiorul materialului, trec complet prin sau includ geometria specială a suportului de fixare.
Găuri închise
A gaură filetată închisă penează până la o adâncime controlată fără a trece de partea opusă. Este comună în carcase sigilate, fețe cosmetice și piese unde spargerea pe partea din spate ar afecta funcția.
- Caracteristică cheie: Desenul trebuie să distingă clar adâncimea complet utilizabilă a filetelor de adâncimea totală de găurire.
- Provocare de proiectare: Ghidaje pentru șuruburi și robinet necesită spațiu liber sub filetul utilizabil. În funcție de tipul de filet, 2 până la 3 pitch-uri pot fi insuficiente, astfel încât producția trebuie să revizuiască instrumentul și materialul.
- Cel mai potrivit pentru: Carcase etanșe, fețe exterioare vizibile, componente fluide și caracteristici de montare de precizie.
Orificii trecute
A orificiu filetat trecător iese pe partea opusă a piesei. În general, este mai ușor de filetat deoarece fragmentele pot ieși și nu este nevoie ca filetul să fie tăiat complet aproape de un fund închis.
- Avantaj de fabricație: Riscul mai scăzut de aglomerare a fragmentelelor și o durată de viață mai bună a instrumentului comparativ cu orificiile fără fund.
- Considerație de proiectare: Partea de ieșire poate necesita controlul bavurilor, razuirea sau protecția suprafeței dacă este funcțională sau cosmetică.
- Cel mai potrivit pentru: Suporturi, flanșe, cadre deschise și îmbinări structurale standard.
Tipuri speciale de orificii
- Orificii cu burduf: Utilizați un fund plat cu diametru mai mare pentru a fixa șuruburile cu cap de șa încastrate sub sau la nivel cu suprafața.
- Orificii cu con: Utilizați o șa conică pentru șuruburile cu cap plat și asamblare la nivel cu suprafața.
- Inserții filetate: Inserțiile helicoidale sau solide întăresc materialele de bază moi, cum ar fi aluminiul, magneziul și anumite plastice.
| Tipul de orificiu | Spațiu de degajare pentru cip | Dificultate de prelucrare | Aplicație comună |
|---|---|---|---|
| Orificiu trecător | Excelent, cu ieșire inferioară | Scăzut | Flanșe, suporturi, cadre deschise |
| Orificiu orb | Limitat, necesită adâncime suplimentară | Medie spre mare | carcase etanșe, blocuri motor, buzunare de montaj |
| Cu găurire în adâncime | Depinde de gaura de bază | Mediu | Ansambluri de mașini cu cap de spălare |
| Inserat | Depinde de procesul de inserare | Medie spre mare | Metale moi, ansambluri reutilizabile |
Standardele și indicațiile filetelor
Indicațiile clare ale filetelor previn asamblarea incorectă a elementelor de fixare, filetele stricate, disputele de inspecție și piesele refuzate. O indicație completă identifică sistemul de filet, dimensiunea nominală, pasul sau TPI, clasa de toleranță, adâncimea și dacă gaura este blindă sau traversantă.
Filete ISO metrice
Filetele metrice folosesc M urmate de diametrul major și pasul în milimetri. De exemplu, M6 × 1 – 6H descrie o filetă nominală de 6 mm cu pas de 1 mm și o clasă comună de toleranță internă.
- Format: M[diametru major] × [pas] – [clasa de toleranță].
- Default grosier: Dacă pasul este omis în anumite contexte, se presupune pasul grosier standard, dar pasul explicit este mai sigur pe desenele de fabricație.
- Notă despre adâncime: Specificați adâncimea completă a filetelor și adâncimea totală a găurii separat pentru găurile blindate.
Filete de șurub cu inch unificat
Standardul de filete unificat este comun în România. Filetele de inch utilizează dimensiunea nominală, filete pe inch, seria de filete și clasa de potrivire. Exemplu: 1/4-20 UNC-2B.
- UNC: Filet gros de uz general, cu performanță mai bună în multe materiale mai moi și asamblare mai rapidă.
- UNF: Filet fin pentru ajustare mai precisă, angajament scurt și zonă de rezistență la tracțiune mai mare în proiecte compatibile.
- Clasa 2B vs. 3B: 2B este potrivire internă comercială comună; 3B este mai strânsă și trebuie rezervată pentru aplicații care o necesită.
Parametri critici
| Parametru | Definiție | Impactul asupra fabricării |
|---|---|---|
| Diametrul major | Cel mai mare diametru al formei filetului. | Controlează dimensiunea nominală a elementului de fixare și învelișul filetelor. |
| Diametrul minor | Cel mai mic diametru al filetelor interne. | Strâns legat de dimensiunea burghiului pentru tăvă și procentul de filet. |
| Pas / TPI | Distanța dintre șuruburi sau șuruburi pe inch. | Controlează alimentarea cu filet, traseul frezării filetului și compatibilitatea de cuplare. |
| Clasa de toleranță | Ajustarea și toleranța pentru fixarea filetului. | Afectează inspecția, adaosul de acoperire și senzația la asamblare. |
Pentru ansambluri complexe, HXCNC aliniază indicațiile de filet cu servicii de prelucrare CNC de precizie și cerințele de inspecție înainte de producție.
Metode de prelucrare pentru filete interne
Cel mai bun mod de filetare depinde de material, adâncimea găurii, dimensiunea filetului, toleranța, volumul de producție și riscul de rupere a instrumentului.
Filetare prin găurire
Dalurile de tăiat elimină materialul pentru a crea forma filetelor. Sunt comune, rapide, economice și potrivite pentru multe materiale.
Găurile fără fund pot necesita daluri cu flaut spiral, daluri pentru fund sau adâncime suplimentară a găurii pentru a gestiona așchiile și filetele incomplete.
Filetare prin rostogolire
Formarea filetelor deplasează materialul ductil în loc să taie așchii. Poate crea filete puternice și găuri curate.
Necesită diametrul pilot corect, lubrifiere și material ductil. Nu este potrivit pentru materiale fragile sau pentru toate condițiile oțelului.
Milling cu filet CNC
Millingul de filete utilizează interpolarea helicoidală pentru a tăia filetul. Este valoros pentru filete mari, piese de înaltă valoare, materiale dure sau control strict.
Un instrument poate acoperi mai multe diametre cu același pas, iar instrumentele rupte sunt mai ușor de eliminat decât dalurile rupte.
Inserții filetate
Inserțiile helicoidale și solide oferă filete interne durabile în materiale moi sau îmbinări reparabile.
Sunt comune în aluminiu, magneziu, plastic, lucrări de reparație și ansambluri expuse la îndepărtarea repetată a șuruburilor.
Selecția materialului determină metoda de alegere. Dalurile de tăiat pot fi potrivite pentru materiale mai dure sau care formează așchii, cum ar fi oțel pentru rulmenți CNC piese. Dalurile de formare sunt comune în aluminiu ductil și în aplicații selectate aliaje de magneziu CNC după validarea procesului.
Considerații inginerești pentru găurile filetate
Designul găurilor filetate trebuie să se bazeze pe încărcarea îmbinării, rezistența materialului, clasa șurubului, lungimea de angajare, acces, inspecție și fabricabilitate.
Adâncimea de angajare
Un punct de plecare util este de 1D până la 1,5D pentru angajarea efectivă a filetelor în multe îmbinări de oțel, fiind adesea necesară o angajare mai lungă în materiale mai moi, cum ar fi aluminiul, magneziul, alamă sau plasticul. Dincolo de o anumită adâncime, filetele suplimentare oferă beneficii de rezistență în scădere și cresc riscul de fabricație.
- Oțel și metale părinte puternice: Adesea necesită o angajare mai mică decât materialele moi pentru o rezistență echivalentă a șurubului.
- Metale moi: Pot necesita 2D sau mai mult, sau inserții filetate, pentru a preveni stripping-ul.
- Găuri fără fund: Adâncimea totală de găurire trebuie să depășească adâncimea completă a filetelor pentru a ține cont de avansul și spațiul de siguranță al instrumentului.
Nu te baza pe o regulă universală pentru adâncime. Lungimea de angajare depinde de rezistența la forfecare a materialului părinte, rezistența șurubului, forma filetelor, tipul de încărcare, factorul de siguranță și dacă îmbinarea este supusă serviciului repetat.
Distanța de la margine și grosimea peretelui
Găurile filetate plasate prea aproape de margine pot umfla, crăpa, deforma sau strip-ui. Un obiectiv comun de revizuire timpurie este de 1D până la 1,5D de la diametrul major al filetelor până la cea mai apropiată margine exterioară, dar îmbinările cu încărcare mare și materialele moi pot necesita mai mult.
Acest lucru este deosebit de important pentru electronice subțiri și componente de carcasă, inclusiv componente de comunicații electronice și carcase de precizie.
Selecția găurii pilot
Găurile pilot controlează procentul de filet, cuplul de găurire, durata de viață a instrumentului și rezistența finală. Un procent mai mare de filet nu este întotdeauna mai bun; poate crește cuplul și poate rupe uneltele fără un câștig semnificativ de rezistență.
| Aplicație | Procentajul tipic al firului | Strategia de găurire | Motivul |
|---|---|---|---|
| Filetare generală | ~65% până la 75% | Grafic standard de găurire pentru filete | Echilibrează rezistența și cuplul de filetare. |
| Orificii adânci sau metale dure | ~60% până la 65% | Gaură ușor mai mare unde este permis | Reduce riscul de blocare și rupere. |
| Tapping pentru formă | Specific procesului | Utilizați graficul de găurire pentru tapping | Deplasarea materialului necesită un pilot mai mare decât filetele de tăiere. |
Duritatea materialului și lubrifierea
- Aluminiu și alamă: Candidați buni pentru tapping sau form tapping cu lubrifiere și geometrie adecvate.
- Oțeluri dure și titan: Adesea favorizează tapping rigid, frezare a filetelor sau tăietori specializate cu răcire controlată și evacuare a așchiilor.
- Tratament post-procesare: Anodizare, placare, acoperire sau alte metode tratament de suprafață pot schimba potrivirea filetelor și trebuie luate în considerare în notă.
Sfaturi de fabricație: Standardul HXCNC
Orificiile filetate prietenoase cu producția reduc timpul de configurare, schimbările de instrumente, disputele de inspecție și eșecurile în asamblare.
Standardizarea este rege
- Utilizați dimensiuni comune metric, UNC sau UNF oriunde este posibil.
- Reduceți varietatea de filete pe o piesă pentru a minimiza schimbările de instrumente.
- Evitați pașii speciali cu excepția cazului în care rezolvă o problemă mecanică reală sau de ambalare.
- Confirmați toleranța pentru acoperire dacă filetele vor fi placate, anodizate sau vopsite.
Cele mai bune practici pentru CAD și desen
- Folosiți caracteristici de găurire acolo unde este posibil: Metadatele pentru găurirea în CAD și definirea bazată pe model pot reduce ambiguitatea.
- Evitați geometria completă a filetelor elicoidale, cu excepția cazului în care este necesar: Filetele modelate cresc dimensiunea fișierului și pot complica CAM-ul.
- Indicați dimensiunea filetelor, pasul, clasa și adâncimea: Nu vă bazați doar pe aspectul modelului.
- Separati adâncimea găurii și adâncimea filetelor: Aceasta este obligatorie pentru găurile înfundate.
- Specificați clar inserțiile: Includeți standardul inserției, lungimea, adâncimea de instalare, eliminarea tijei dacă este relevantă și cerințele de inspecție.
Controlul Calității
Lista de verificare pentru inspecția filetelor
- Calibru Go/No-Go: Verificați diametrul de pas și clasa de potrivire folosind calibru de plug calibrat.
- Verificarea adâncimii: Confirmați adâncimea utilă a filetelor, nu doar adâncimea găurii.
- Revizuirea bavurilor și a unghiurilor de tăiere: Verificați suprafețele de intrare, ieșire și etanșare.
- Verificări rapide ale elementelor de fixare: Util pentru ansambluri critice și hardware furnizat de client.
- După finalizare: Reverificați filetele critice după acoperire, placare sau alte finisaje.
HXCNC suportă verificarea producției prin inspecție ale HXCNC, măsurare calibrată și controlul procesului pentru caracteristici filetate.
Întrebări frecvente
Care este diferența dintre o gaură filetată și o gaură cu filet?
O gaură filetată este orice filet intern. O gaură cu filet este o gaură filetată creată cu un burghiu de filet. Mecanizarea filetelor, formarea și inserțiile filetate pot produce, de asemenea, caracteristici filetate interne.
Cât de adâncă trebuie să fie o gaură cu filet?
Depinde de materialul părinte, rezistența elementului de fixare, sarcină, factor de siguranță și condițiile de utilizare. Un punct de pornire comun este în jur de 1D până la 1,5D în oțel și o angajare mai lungă în materiale mai moi, dar îmbinările critice trebuie calculate.
Când ar trebui să folosesc o inserție filetata?
Folosiți inserții atunci când materialul părinte este moale, îmbinarea va fi asamblată repetat, filetul s-a stripat deja sau designul necesită filete interne mai rezistente la uzură.
Ar trebui modelele de filete să fie realizate în CAD?
De obicei nu pentru filete standard. Folosiți o caracteristică de gaură adecvată și o notă clară în desen. Modelați filete complete elicoidale doar atunci când geometria filetelor în sine este non-standard, vizibilă într-un randament sau necesară pentru simulare sau imprimare 3D.