Fresamento de rosca vs rosqueamento: uma comparação abrangente para usinagem de precisão

Introdução:

No mundo da usinagem de precisão, selecionar o método certo para criar roscas é crucial para alcançar os melhores resultados em termos de resistência, acabamento superficial e economia geral. Entre os métodos mais comuns usados ​​para criar roscas estão o fresamento e o rosqueamento de roscas. Embora ambos os métodos sejam eficazes, cada um deles tem suas vantagens, limitações e cenários de melhor uso.

Neste artigo, nos aprofundaremos nas complexidades do fresamento e rosqueamento de roscas, explorando quando um método é preferível ao outro e analisando fatores como propriedades do material, tamanho da rosca, profundidade do furo e volume de produção.

1. Compreendendo os fundamentos do fresamento e rosqueamento de roscas:

Fresamento de rosca:
O fresamento de roscas envolve o uso de uma fresa rotativa para criar roscas em um furo. A fresa se move ao longo da superfície em um caminho helicoidal, formando o perfil de rosca desejado. Este processo é realizado usando uma fresadora CNC, e a ferramenta normalmente possui múltiplas arestas de corte que engatam no material simultaneamente.

Tocando:
O rosqueamento, por outro lado, é um processo no qual uma ferramenta de rosqueamento (semelhante a uma broca com roscas cortantes) é usada para criar roscas internas girando a ferramenta dentro do furo. O rosqueamento normalmente é feito usando um torno CNC ou centro de usinagem vertical.

2. Principais diferenças:

2.1. Requisitos de ferramentas:
Fresamento de rosca : Requer uma fresa especializada com múltiplas arestas de corte, que pode criar roscas para destros e canhotos.

Tocando: Uses a single-point tool that cuts threads directly into the material, and there are different taps for different materials and thread forms.

2.2. Configuração e versatilidade da máquina:
Fresamento de rosca: Offers more versatility as it can be used to create a variety of threads, including larger sizes or custom profiles, on both blind and through holes. It can also be done on a CNC mill, which is more versatile in terms of general machining operations.

Tocando: Typically requires a dedicated tapping cycle, making it somewhat less versatile in terms of setup and customization compared to thread milling.

2.3. Precisão da linha:
Fresamento de rosca: Typically provides a higher level of accuracy and surface finish because the cutter does not have to engage the material at the same point as a tapping tool. It's also easier to adjust parameters for thread size during the milling process.

Tocando: Tapping may experience slight inaccuracies due to tool wear, especially in hard materials. It can also have issues like tool breakage in deeper holes or irregular threads in challenging materials.

3. Considerações materiais:

3.1. Materiais duros (por exemplo, aço inoxidável, titânio):
Fresamento de rosca: Ideal for hard materials as it reduces the risk of tool breakage. Thread milling also doesn’t generate as much heat as tapping, which helps maintain tool life and quality.

Tocando: In hard materials, tapping can be slower and more prone to tool breakage. Also, tapping deep holes in hard materials is generally not recommended because of potential tool deflection and failure.

3.2. Materiais macios (por exemplo, alumínio, latão):
Fresamento de rosca: Works well for soft materials but might be slower than tapping due to the multi-cutting-edge nature of the operation.

Tocando: Faster in soft materials, as it’s a more direct process with minimal setup required.

4. Fatores que influenciam a decisão:

4.1. Tamanho e profundidade da rosca:
Fresamento de rosca: Works well for larger threads (above 1/2” in diameter) and deep threads. It’s especially effective for creating internal threads that are deeper than the length of a typical tap.

Tocando: Best suited for shallow threads, generally under 1” in diameter. The deeper the thread, the more likely tapping will cause issues like tap breakage or thread deformation.

4.2. Tempo de ciclo e volume de produção:
Fresamento de rosca: The cycle time is generally longer due to the process’s complexity, and while it can be optimized with multi-tooth cutters, it’s not as fast as tapping in many cases. However, in low-volume or custom runs, it may be the better option due to its versatility.

Tocando: Tapping tends to be faster in high-volume production when making threads in shallow holes with a small diameter. The faster tool engagement allows quicker threading, especially for industries requiring large quantities of parts.

4.3. Controle de chips:
Fresamento de rosca: Thread milling produces continuous, manageable chips, reducing the risk of chip buildup and allowing for better heat dissipation.

Tocando: Can produce short, broken chips, which may become trapped in the hole and lead to issues like chip packing or tool clogging. Special care must be taken to ensure chip evacuation, especially in deeper holes.

5. Vantagens do fresamento de rosca:

Versatilidade: O fresamento de roscas pode criar uma ampla variedade de formatos de rosca, incluindo roscas não padronizadas e superdimensionadas.

Precisão: Maior precisão, especialmente para roscas maiores ou mais profundas.

Vida útil da ferramenta: As ferramentas duram mais devido à ação de corte menos agressiva.

Não há necessidade de furos pré-perfurados: o fresamento de roscas não depende do tamanho do furo, o que permite maior flexibilidade nos tamanhos dos furos.

Capacidade multitarefa: Uma fresadora CNC pode ser usada para outras operações, como faceamento, furação ou fresamento de contorno, o que aumenta a eficiência.

6. Vantagens do Tapping:

Velocidade: O rosqueamento com macho é um processo rápido, especialmente para roscas rasas em materiais macios.

Simplicidade: A configuração e as ferramentas são relativamente simples e econômicas em comparação com o fresamento de roscas.

Custos mais baixos com ferramentas: As ferramentas de rosqueamento são geralmente mais baratas que as fresas de rosca, tornando-as mais econômicas para aplicações de alto volume e roscas rasas.

Consistência: Em execuções de produção de alto volume, o rosqueamento tende a ser mais consistente na formação da rosca e é mais fácil de automatizar.

7. Aplicações mais adequadas para fresamento de roscas:

Tamanhos de rosca grandes: O fresamento de roscas é ideal para roscas maiores (acima de 1/2”) ou aplicações de alta precisão.

Furos profundos ou cegos: Ao lidar com furos profundos, o fresamento de roscas permite melhor controle sobre a deflexão da ferramenta e a precisão do rosqueamento.

Materiais difíceis de usinar: O fresamento de roscas costuma ser o método ideal para materiais difíceis, como aço de alta resistência, aço inoxidável e titânio.

Formas de rosca complexas: O fresamento de roscas pode criar facilmente perfis de rosca não padronizados ou personalizados, tornando-o ideal para aplicações de nicho.

8. Aplicações mais adequadas para rosqueamento:

Roscas pequenas e rasas: O rosqueamento é eficaz para fazer roscas pequenas e rasas em materiais macios a médios.

Produção de alto volume: Quando você precisa produzir rapidamente um grande número de peças roscadas, o rosqueamento com macho costuma ser a escolha mais econômica.

Requisitos de rosca simples: Para roscas simples e padrão, o rosqueamento é eficiente e econômico.

Conclusão:

Concluindo, tanto o fresamento de roscas quanto o rosqueamento têm seus respectivos benefícios e limitações. A escolha entre os dois métodos depende de vários fatores, incluindo dureza do material, tamanho da rosca, profundidade do furo, volume de produção e requisitos de qualidade da rosca.

Para roscas maiores, mais profundas e de alta precisão, o fresamento de roscas costuma ser a escolha superior.

Para roscas menores e mais rasas em materiais mais macios, o rosqueamento com macho continua sendo uma opção confiável e mais rápida.