¿Cómo mecanizar agujeros roscados con centros de mecanizado CNC?

¿Está mecanizando correctamente sus agujeros roscados? ¿Es eficiente el mecanizado?
¿Aún tienes problemas con el mecanizado de agujeros roscados de mala calidad?
¿Ha pensado en cómo puede optimizar la forma en que mecaniza agujeros roscados?

Soy el experto técnico jefe de Santanoo Technology, con 15 años de experiencia en mecanizado CNC en China y Japón.
Mi equipo y yo hemos resuelto numerosos problemas de mecanizado CNC para más de 600 clientes en diversas industrias.

Para ayudarlo a tomar decisiones informadas sobre los métodos a utilizar para mecanizar agujeros roscados, aumentar la eficiencia de la producción, reducir costos y evitar defectos de calidad, nos gustaría compartir algunas ideas.

¿Qué son los agujeros roscados y por qué son importantes?

Los agujeros roscados son elementos geométricos en espiral compuestos por crestas externas y ranuras internas. Gracias a su eficiente capacidad de fijación, se utilizan ampliamente en la industria y la construcción. Sus aplicaciones abarcan desde automóviles y maquinaria hasta conjuntos estructurales.

Las ventajas de los agujeros roscados incluyen fuerza de apriete controlada, estructura de conexión compacta, alta confiabilidad y resistencia al aflojamiento.

Evolución de los métodos de mecanizado de agujeros roscados

Con las mejoras en las capacidades de los centros de mecanizado CNC y las tecnologías de herramientas de corte, los métodos de mecanizado de agujeros roscados evolucionan continuamente, lo que genera una mayor precisión y eficiencia.
Los métodos comunes utilizados en los centros de mecanizado CNC para la producción de agujeros roscados son principalmente:

• Mecanizado de grifos
• Fresado de rosca

1. Mecanizado de machos

Este es el método más comúnmente utilizado para mecanizar agujeros roscados, especialmente aquellos con diámetros más pequeños (D<30) y requisitos de precisión posicional menos estrictos.

1.1 Tipos y características del mecanizado de machos

Existen dos tipos principales de mecanizado de machos:

• Flex Tapping:Utiliza un portamachos flexible, que permite la compensación axial, reduciendo así el error de alimentación causado por la no sincronización del avance y rotación del husillo, asegurando un paso de rosca correcto.
• Roscado rígidoUtiliza una abrazadera de resorte rígida para sujetar el macho, donde la máquina controla tanto el avance como la rotación del husillo. Con el rendimiento mejorado de los centros de mecanizado CNC, el roscado rígido se ha convertido en la configuración estándar y el método principal para la producción de agujeros roscados.

Comparación:

1.2 Cómo lograr agujeros roscados de alta precisión con el mecanizado de machos

1. Perforación central para posicionamiento
2. Perforar el agujero piloto
3. Mecanizado de grifos

1.2.1 Selección de ejercicios

La selección de la broca adecuada tiene un impacto significativo en la vida útil del macho y la calidad del orificio roscado. Por ejemplo, para un orificio roscado M8 con un diámetro de orificio piloto de Ф6.7 ± 0.27 mm, una broca de Ф6.9 mm es ideal para reducir la sobremedida de mecanizado y prolongar la vida útil del macho.

1.2.2 Selección de grifos

A la hora de elegir el grifo correcto, ten en cuenta:

• Material de la pieza de trabajoCada macho está diseñado para distintos materiales. Usar un tipo incorrecto puede provocar el astillado de la rosca o incluso la rotura del macho.
• Tipo de agujero (pasante o ciego):Dependiendo de si el agujero es pasante o ciego, se deben elegir diferentes machos como machos de ranura recta, de ranura espiral o de punta.

2. Fresado de roscas

El fresado de roscas es un método utilizado para mecanizar agujeros roscados en diámetros mayores y materiales difíciles de mecanizar. Implica el movimiento simultáneo de tres ejes: X, Y para interpolación circular y Z para avance lineal.

2.1 Características del fresado de roscas

• Alta velocidad, eficiencia y precisión.:Las herramientas de corte suelen estar hechas de carburo, capaces de moverse a alta velocidad.
• Versatilidad:La misma herramienta de corte se puede utilizar tanto para roscas izquierdas como derechas, lo que reduce los costos de herramientas.
• Eliminación de viruta y refrigeración mejoradas:Especialmente útil para roscar en materiales como aluminio, cobre y acero inoxidable.
• Aplicabilidad a agujeros ciegos cortosEl fresado de roscas no requiere guía frontal, lo que lo hace adecuado para mecanizar agujeros ciegos cortos y agujeros sin ranura de viruta.

2.2 Clasificación de las herramientas de fresado de roscas

Las herramientas de fresado de roscas se pueden clasificar como:

• Fresas de carburo tipo inserto
• Fresas de carburo sólido

2.3 Programación CNC de fresado de roscas

La programación de herramientas de fresado de roscas es diferente a la de otras herramientas. Una programación incorrecta puede provocar daños en la herramienta o errores en el mecanizado de roscas. A continuación, se presentan algunos puntos a considerar durante la programación:

1. Preparación del orificio inferior de la roscaPara agujeros de diámetro pequeño, se recomienda taladrar. Para agujeros más grandes, se recomienda el mandrilado para asegurar la precisión del fondo del agujero al roscarlo.
2. Entrada y salida de herramientasUtilice una trayectoria de arco para la entrada y salida de la herramienta, normalmente de medio círculo para ambas. Mientras tanto, el eje Z debe avanzar medio paso para asegurar la forma de la rosca. La compensación de radio debe estar activa en este punto.
3. Interpolación de arco:En los ejes X e Y, complete un círculo completo mientras el husillo debe moverse una longitud de paso a lo largo del eje Z para evitar que la rosca no coincida.
4. Ejemplo:Para mecanizar un orificio de rosca M48×1.5 con una profundidad de 14, utilizando una fresa de rosca Φ16, el programa de procesamiento específico sería el siguiente:
   

G0 G90 G54 X0 Y0
G0 Z10 M3 S1400 M8
G0 Z-14.75 (Mover a la parte más profunda del hilo)
G01 G41 X-16 Y0 F2000 (Mover a la posición de entrada de la herramienta, agregar compensación de radio)
G03 X24 Y0 Z-14 I20 J0 F500 (Use un arco de 1/2 círculo para la entrada)
G03 X24 Y0 Z0 I-24 J0 F400 (Mecanizar toda la rosca)
G03 X-16 Y0 Z0.75 I-20 J0 F500 (Use un arco de 1/2 círculo para la salida)
G01 G40 X0 Y0 (Regresar al centro, cancelar compensación de radio)
G0Z100M30