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Tachas de rosca são uma das principais técnicasna fabricação mecânica, e sua precisão e confiabilidade afetam diretamente o desempenho do equipamento. No entanto, diante de condições de trabalho complexas, como furos profundos, furos cegos e materiais de alta dureza, a torneira universal tradicional não pode atender aos requisitos. A rosca de furo cego depende de machos inferiores para formar rosca de cavidade profunda, mas o design da ranhura do parafuso restringe a capacidade da rosca de furo profundo de ser desnudada, o que pode levar ao desgaste da ferramenta e até mesmo ao desvio do diâmetro do furo devido ao bloqueio de cavacos.

Além disso, a diversidade de dureza do material (por exemplo, HRC 50 ou superior), tolerância da rosca (por exemplo, nível IT6) e ambiente de processamento (por exemplo, corte a seco ou úmido) complica ainda mais a seleção. Neste artigo, diferentes tipos de machos são estudados em detalhes, o que fornece aos engenheiros uma estratégia de seleção do ciclo de vida com base em materiais, processos e custos, o que pode melhorar a eficiência e a confiabilidade dafabricação de precisão.

O que é uma torneira de rosca?

Toca de rosca é uma ferramenta de corte de metal usada para processar roscas internas em furos pré-perfurados. O recurso principal é o design da lâmina espiral, que converte o movimento de rotação em movimento de corte linear,formando assim uma estrutura de rosca no interior da peça de trabalho que combina perfeitamente com o perfil, passo e ângulo do cone. Geralmente é feito deaço de liga de alta dureza (por exemplo,aço rápido, liga dura) para garantir resistência à abrasão e precisão de usinagem da aresta de corte e é amplamente utilizado na fabricação mecânica,aeroespacial e outras áreas que exigem conexões roscadas de precisão.

Quais são os 3 tipos fundamentais de machos de rosca?

Machos cônicos

1. Parâmetros principais

• Cone principal: 8-10 dentes (compatível com ângulo de rosca de 60°/55°).
• Altura efetiva total do dente: ≤ 70% da altura total da rosca.

2. Cenários aplicáveis:

• Usinagem de rosca de furo cego (necessária quando a relação profundidade/diâmetro for maior que 1:1).
• Plásticos comoliga de alumínio/aço de baixo carbono.

3. Principais recursos:

• Design cônico gradual: os primeiros 5-7 dentes assumem 80% do efeito de guia, reduzindo o risco de quebra de cavacos na parte inferior do furo cego.
• Geometria da lâmina tipo R: Recomendada para rosca grossa ISO M3-M10 para otimizar a distribuição da força de cisalhamento.

4.Requisitos de perfuração:

• Abertura = diâmetro principal da rosca - (1,3 x passo).
• Profundidade = comprimento total da rosca + 0,5 x passo.

Tachas de encaixe

1. Parâmetros principais

• Comprimento cônico: 3-5 dentes (ângulo cônico 60°± 5°).
• Corte excessivo: mantenha a quantidade de correção da rosca de 0,05-0,1 mm.

2. Cenários aplicáveis:

• Reparo de rosca de máquina de perfuração (nível de precisão IT7-IT9).
• Processamento deligas de titânio/Hiperligas na indústria aeroespacial.

3.Principais recursos:

• Design de perfil de dente revisado: 15-20 dentes, correção radial de 0,02 mm.
• Processo de revestimento HF:A espessura do revestimento TiAlNé de 3-5 μm, em comparação com o material não revestido pode melhorar 300%.

4.Janela do processo:

• Taxa de avanço recomendada: 0,08-0,15 mm/rev (para materiais duros).
• Limite de velocidade: ≤ 800 rpm (material HSS).

Torneiras inferiores

1. Parâmetros principais:

• Conicidade máxima: 1,5 dentes (conicidade assimétrica especialmente projetada).
• Comprimento do cone de corte: ≥ 120% da altura total da rosca.

2. Cenários aplicáveis:

• Furo cego profundo máximo (profundidade do furo>3 vezes o diâmetro da rosca).
• Implante médicoProcessamento de aço inoxidável 316L.

3. Principais inovações (Sistema de corte de terceira ordem):

• Estágio 1: Trilho-guia cônico (3 dentes).
• Estágio 2: Corte paralelo (6 dentes).
• Estágio 3: Roscas de ajuste fino (dentes restantes).
• Tecnologia de retificação eletrolítica ELID: Lâmina R ≤0,08 mm, rugosidade da superfície Ra ≤0,4 μm.

4. Especificações do processo:

• Profundidade de perfuração = comprimento da rosca + passo de multiplicação de 1,8 (ferro fundido).
• Taxa de fluxo do refrigerante ≥ 15 L/min.

Qual ​​tipo de macho é melhor para início de rosca?

De acordo com o princípio técnico de usinagem de rosca e a experiência prática de engenharia da empresa LS, o macho cônico é o tipo mais adequado de início de rosca, a seguir está uma análise técnica detalhada:

Vantagens técnicas do macho cônico

1. Uma abordagem passo a passo para o design

O cone de um macho cônico (geralmente 8°-10°) permite umcorte segmentado ferramentapara cortar a peça de trabalho (profundidade de corte do primeiro dente ≤ 0,1 mm a 0,3 mm), direcionando gradualmente a torneira para o centro e estabilizando a força de corte através das primeiras roscas. Este design é particularmente adequado parametais macios (alumínio, cobre, aço de baixo carbono)e reduz significativamente o risco de quebra da torneira ou fratura da rosca devido à força repentina.

2.Capacidade de autocorreção

A estrutura cônica da torneira cônica pode ajudar a ajustar o deslocamento central do furo automaticamente e reduzir a dificuldade da calibração manual,especialmente para processamento de furos cegos ou profundos.

3. Partida de baixo torque

Ao processar material de metal macio, a torneira cônica pode ser cortada gradualmente para dispersar a carga de corte. Se você usar uma torneira de carboneto (com uma velocidade recomendada de até 1500 RPM), você pode melhorar ainda mais a eficiência sem sacrificar a estabilidade.

Diretrizes de aplicação para torneira inferior em cenários excepcionais

Embora as torneiras cônicas sejam muito versáteis, você precisará usar uma torneira inferior:

1. Aço temperado ou ferro fundido

O material é altamente quebradiço, e o corte repetido da torneira cônica pode levar à concentração de tensão localizada que pode causar a quebra da lâmina. O design de borda reta das torneiras inferiores pode tocar diretamente na parte inferior do furo,reduzindo o risco de corte secundário.

2. Reparo de rosca de precisão

O controle de profundidade da rosca inferior é mais preciso e adequado parareparar roscas pré-perfuradas para evitar corte excessivo, com taxa de qualificação de rosca de 98,5% (nível IT7).

3. Ambiente de máquina-ferramenta de alta precisão

A empresa LSé uma fornecedora de equipamentos de alta rigidez que podem ser programados para controlar com precisão a velocidade de avanço daválvula inferior para tolerâncias de nível micrométrico.

Parâmetros Críticos do Processo

Tipo de ferramenta	Material	Velocidade de rotação (rpm)	Taxa de avanço (mm/rev)	Método de resfriamento
Machos cônicos	Liga de alumínio 6061	1500	0,2	Corte a seco
Torneiras cônicas	Ferro fundido HT250	800	0,1	Emulsão (5%)
Torneiras inferiores	45# aço	400	0,05	Resfriamento por névoa de óleo
Torneiras inferiores	Ti-6Al-4V	600	0,03	Atomização de nitrogênio

Como resolver o desafio do furo cego com torneiras inferiores?

Inovação em estrutura geométrica: design de fundo plano + ângulo espiral de 30°

Os machos de fundo da LS Companyapresentam um design exclusivo de lâmina de fundo plano em comparação com os machos cônicos tradicionais:

1. Fundo sem resíduos: a estrutura de fundo plano pode ser cortada diretamente no fundo do furo cego, eliminando o problema de acúmulo de resíduos no fundo causado pelos cones de macho tradicionais.

2. Otimização dos canais de remoção de cavacos: com umdesign de ângulo de hélice de 30°, o espaço de remoção de cavacos é expandido. A eficiência de remoção de cavacos de materiais refratários, como liga de titânio, pode ser melhorada em 60% por meio de canais de resfriamento internos, evitando o risco de ruptura da torneira devido ao bloqueio de cavacos.

Adaptação de material de alto desempenho

Para materiais de alta resistência, comoligas de titânio e superligas à base de níquel:

1. Material de aço rápido cobalto: torneira revestida de alta dureza HC65 comrevestimento resistente à abrasão TiAlN ou AlCrN, alta resistência à temperatura em 30%,alto torque e calor de atrito do processamento de furo cego.

2. Design de dureza gradiente: A dureza do cabo é HRC30-40 (fácil de cortar), a lâmina mantém alta resistência HRC65, equilibra a tenacidade e a resistência à abrasão.

3. Aumento da resistência à abrasão:

• Tecnologia de revestimento: A espessura do revestimento TiAlN (Al 70%-75%, Ti 25%-30%) é de 3-5 μm, o coeficiente de atrito diminui para 0,12.
• Tratamento com nitrogênio: A dureza da superfície aumentou para HRC 70 e a resistência à abrasão aumentou três vezes.

4. Verificação da aplicação das informações

• Processamento de liga de titânio:Vida útil da ferramenta>500 peças (rosca M6 × 1, velocidade de corte 600 rpm, avanço 0,05 mm/rev), integridade da superfície Ra=0,4 × m, centrifugação de arco ≤0,015 mm.
• Superligas à base de níquel:Força de corte Fc=18-22 kN (comparado a 35-40 kN para corte HSS) com um ângulo de corte principal de 45° para reduzir a altura do chip para menos de 0,02 mm.

Quais são os custos ocultos de escolher a torneira errada?

Classificação e análise quantitativa de custos ocultos

Tipo de custo	Causa da ocorrência	Casos de impacto na indústria	Estimativa de perda média anual
Custo do desgaste da ferramenta	Tachas cônicas sãousado para materiais duros, resultando em uma taxa de fratura de até ↑300%.	A torneira M6 é quebrada a um custo de $ 50+/tempo, com uma perda média mensal de 200 peças na linha de produção automotiva.	$ 10.000/mês
Custo de sucata de rosca	Incompletoabertura de furos cegosleva ao afrouxamento dos parafusos (risco de recall).	Uma montadora está convocando 500 mil veículos para defeitos de rosca, causando mais de US$ 200 milhões em danos.	Um único recall pode chegar a US$ 5 milhões+
Custo de horas de trabalho desperdiçadas	Trocas frequentes de ferramentas resultam em tempo de inatividade da linha de produção (US$ 800+ por hora).	As empresas de manufatura estão perdendo US$ 3 milhões por ano em tempo de inatividade devido à curta vida útil da ferramenta.	US$ 2.4 milhões por ano (8 horas/dia x 365)

Como a tecnologia da empresa LS evita esses custos

1. Causa raiz do desgaste da ferramenta e sua solução

Causa raiz do problema:

• Machos cônicos em ferro fundido/aço temperado têm uma concentração de estresse devido a múltiplos processos de compressão e corte.
• A falha em usar macho revestido resulta em aumento do calor de atrito (a dureza diminui em 30% quando a temperatura da lâmina excede 800 °C).

Contramedidas técnicas da LS:

• Tachas de fundo:Design de fundo planocorta diretamente no fundo do furo cego para eliminar mutações de estresse e reduzir as taxas de fratura em 90%.
• Revestimento TiAlN/DLC: Coeficiente de atrito ≤ 0,2, redução de 40% na temperatura de corte, aumento de 5 vezes na vida útil (por exemplo, vida útil do aço HRC58 da torneira M10 de 200 para 1000 peças).

2. Controle de tecnologia de fim de vida útil rosqueada

Causa raiz do problema:

• Os cones tradicionais têm roscas incompletas na parte inferior do furo cego (não atingem o comprimento de engate efetivo) devido à remoção deficiente de cavacos.
• Erro de compensação de software não calibrado (por exemplo, erro de passo cumulativo>0,05 mm).

Contramedidas técnicas da LS:

• 30° Ângulo espiral + canal de resfriamento interno: aumenta a eficiência de remoção de cavacos em 60% para garantir a integridade da rosca na parte inferior do furo cego.
• Sistema de calibração a laser: detecção de 100% do erro de passo (≤± 0,01 mm) antes da produção, com função de compensação de malha fechada em tempo real paraferramentas de máquinas CNC.

3. Otimizando caminhos para desperdiçar tempo no trabalho

Causa raiz do problema:

• Falha no ajuste dos parâmetros de velocidade/avanço de acordo com o material, resultando em desgaste acelerado da ferramenta.
• No processo de corte a seco,um grande número de bloqueios de cavacos ocorrerá, especialmente materiais de alumínio.

técnico LS contramedidas:

• Mecanismo de recomendação de parâmetros inteligente: correspondência automática de velocidade/avanço após entrada/abertura (por exemplo, parâmetro de rosqueamento M8 de ferro fundido: N=500 RPM, F=0,15 mm/rev).
• Sistema de resfriamento de alta tensão (MQL): chip de atomização instantânea, tempo de inatividade para limpeza de chip reduzido em 70%.

4. Validação da indústria e benefícios econômicos

Estudos de caso da indústria automobilística:

• Ponto problemático: usinagem de furo cego na caixa de engrenagens custa US$ 1,2 milhão por ano devido a uma taxa de sucata rosqueada de 15%.
• Solução LS: com fundo taps+TiAlN, taxa de desperdício reduzida para 2%, economizando US$ 1,18 milhão anualmente.

Estudos de caso aeroespaciais:

• Dor: Linha de produção de fio de rosqueamento de furo cego de liga de titânio devido à interrupção de 12 horas/mês por quebra de ferramenta.
• Esquema LS: Baseado em cobaltomachos de fundo de aço rápido (HRC 65) + design de resfriamento interno,processamento contínuo de 800 furos sem falhas.
• Melhoria de eficiência: Capacidade de produção aumentada de 150 para 220 unidades por turno.

Como combinar o tipo de macho com a dureza do material?

Relação dinâmica entre dureza do material e força de corte

De acordo com a fórmula de força de cisalhamento ISO 6336, para cada aumento de 10HRC na dureza do material, a força de cisalhamento aumenta em aproximadamente 25%. Isso afeta diretamente as estratégias de seleção de machos:

• HRC ≤ 20 (metal macio): força de corte F=50-80N mm
• 30 ≤ HRC ≤ 45 (aço médio duro): F=150-300 N mm
• HRC ≥ 50 (liga dura): F=500-1200 N mm

Esquema de tecnologia de correspondência hierárquica

Processamento de metal macio (alumínio/latão HRC 8-15)

1. remoção de cavacos Vantagem deTorneira de fenda espiral

• Design de ângulo espiral: Ângulo de inclinação de 30°-45° permite que o cavaco seja emitido ao longo da linha espiral, com uma melhoria de 60% na eficiência de descarga de cavacos em comparação com ranhuras retas.
• Características de supressão de vibração: A estrutura da ranhura dispersa efetivamente a força de corte, a vibração axial é reduzida em 40%.

2. Parâmetros práticos:

• Velocidade: 1200-2.000 rpm (liga de alumínio).
• Taxa de avanço: 0,05-0,1 mm/rev (latão).

3. Aplicação de revestimentos especiais

• O revestimento de diamante reduz o coeficiente de atrito para 0,08-0,12.
• Umcaso de processamento de produto 3C: aumento de 35% na eficiência de processamento e redução darugosidade da superfícieRa de 3,2 μm para 0,8 μm.

Processamento de aço de dureza média (HRC 30-45)

1. vantagem de rigidez dos cones de ranhura reta: a rigidez radial dos cones de ranhura reta é 3 vezes maior que a da ranhura espiral no processamento de perfuração, eliminando o desvio de tensão axial causado pela ranhura espiral.

2. tecnologia de revestimento

• TiAlN (nitreto de titânio e alumínio) revestimento: Dureza 18-22GPa, resistência à temperatura 800 °C.
• Revestimento MoS2: Coeficiente de atrito <0,05, especialmente paracondições de corte a seco.

3. pontos de otimização do processo

• Percussão segmentar: HSS (HRC 60-62) para a primeira percussão e percussão de macho revestido de TiN para a segunda.
• É sugerido usar o design de macho com uma ranhura axial parausinagem de furos profundos.

Processamento de liga ultradura (HRC 50-65)

1. Inovação geométrica para torneiras de fundo

• Design de bifurcação: ângulo do cone frontal de 3-5°, ângulo da hélice de 15-20° na área de corte.
• Caso em questão: a quebra da lâmina diminuiu de 12% para 2,5% durante o processamento de carboneto de WC Co.

2. Sistema de revestimento

• Membrana multicamadas de TiAlN (3-5 μm): Resistência à temperatura de 1200 °C, aumento de 5 vezes na resistência de 5.
• Revestimento composto de CrN/TiN:Vida útil 300% maior em condições de corte a seco.

3. Parâmetros especiais de processamento

• Velocidade: 500-800 rpm (para evitar acúmulo de calor no corte).
• Velocidade de alimentação: 0,02-0,03 mm/rev (lubrificação mínima).
• Método de resfriamento: Resfriamento a gás de alta pressão (pressão de 6-10 MPa).

Como a empresa LS pode estender a vida útil da torneira em 200%?

1.Atualização da mídia de corte

Aditivos de extrema pressão em nanoescala:Liderando a indústria de melhoria do desempenho da lubrificação, adequado para processamento de aço inoxidável usandofluido de corte especial contendo cloro, com um aumento de três vezes na vida útil da ferramenta (por exemplo, de 80 a 240 furos de parafusos em uma empresa automotiva).

Sistema inteligente de fornecimento de óleo: a plataforma LS monitora a concentração do fluido de corte (precisão ± 0,1%), temperatura (± 1 °C), valor de pH, adapta-se às condições ideais e reduz a perda por atrito on-line.

2. Monitoramento dinâmico de desgaste

Detecção 3D óptica + aviso inteligente: monitoramento em tempo real do desgaste da torneira (precisão de 0,01 mm), disparando o alarme ao exceder 0,1 mm:

• Desgaste principal (0,02-0,05 mm): Velocidade de otimização automática (redução de 15%-20%) e velocidade de alimentação (redução de 10%).
• Desgaste crítico (≥ 0,1 mm):Inicie o processo de reparo da retificadorapara restaurar a precisão do nível μ da aresta.
• A implementação do monitoramento dinâmico resultou em uma redução de 45% no custo anual de aquisição e uma redução de 70% no tempo de inatividade, de acordo com os dados da plataforma LS.

3. Otimizando o armazenamento

As torneiras de aço rápido (HSS) são propensas à fratura por fragilização por hidrogênio em ambientes úmidos, levando a falhas repentinas. Estabilidade de materiais de longo prazo da empresa LS por meio da tecnologia de embalagem a vácuo e armazenamento em temperatura constante:

1. Processo de embalagem a vácuo:

• A umidade residual adsorvida pela peneira molecular e o conteúdo de oxigênio foram controlados em<1 ppm.
• A codificação a laser e o rastreamento de código QR garantem 80% de rastreabilidade do depósito eficiência.

2. Armazenamento de umidade constante: 20 ± 0,5°C Armazém constante + UR <40% de controle de umidade para evitar transformação de fase do material (temperatura de transformação martensítica Ms=250°C).

3. Verificação da vida útil: Após 3 meses, a resistência à tração de machos HSS sem vácuo em condições quentes e úmidas diminuiu em 18% eo armazenamento padrão LS foi estendido de 12 para 36 meses.

Resumo

Na usinagem de precisão, a chave para garantir a qualidade da rosca e a eficiência da usinagem é escolher o cone de rosca apropriado. Os machos roscados são divididos em três tipos principais: Taper Tap, Plug Tap e Bottom Taps. Entre eles, os machos inferiores são projetados para serem a ferramenta principal da usinagem de furos cegos (comofixadores aeroespaciais,rosca de caixa de câmbio automotiva, etc.) com sua estrutura de trilho plano exclusiva e ângulo de avanço espiral de 30.

A empresa LS conta com um sistema de seleção inteligente etecnologia de processamento CNC parafornecer aos clientes soluções de torneiras personalizadas para reduzir o custo de tentativa e erro. Além disso, o banco de dados de processos da LS integra mais de 2.000 casos da indústria em todo o mundo, permitindo a otimização em tempo real de parâmetros de corte, como velocidade e taxa de avanço, garantindo uma melhoria de 30% na eficiência do processamento ao mesmo tempo em que atinge a precisão da rosca de nível IT7. Seja produção em massa de peças padrão ou personalização de furos irregulares, A capacidade de integração técnica da LSfornece aos clientes uma cadeia completa de tecnologias, do design à entrega.

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Equipe LS

A LS é uma empresa líder do setor com foco em soluções de fabricação personalizadas. Com mais de 20 anos de experiência atendendo mais de 5.000 clientes, nos concentramos em usinagem CNC de alta precisão, fabricação de chapas metálicas, impressão 3D, moldagem por injeção, estampagem de metal e outros serviços de fabricação completos.
Nossa fábrica é equipada com mais de 100 centros de usinagem de 5 eixos de última geração e possui certificação ISO 9001:2015. Fornecemos soluções de fabricação rápidas, eficientes e de alta qualidade para clientes em mais de 150 países ao redor do mundo. Seja produção de baixo volume ou personalização em massa, podemos atender às suas necessidades com a entrega mais rápida em 24 horas. escolhaTecnologia LSSignifica escolher eficiência, qualidade e profissionalismo.
Para saber mais, visite nosso site:www.lsrpf.com

Perguntas frequentes

1. Posso usar uma torneira de fundo sem um furo guia?

Na maioria dos casos, o furo guia pode ser omitido, mas deve ter abertura ≥ M6 e proporção de aspecto ≤ 15:1. Para furos pequenos (45), o furo deve ser pré-perfurado.

2. Por que o preço das torneiras espirais é três vezes maior?

As torneiras espirais são complexas de fabricar e exigem retificação CNC de cinco eixos (aproximadamente 45 minutos/peça) para combinar com revestimentos especializados (por exemplo, TiAlN), enquanto as torneiras retas exigem apenas usinagem de três eixos (8 minutos/peça).

3. Como identificar machos HSS falsificados?

Os machos de aço rápido (HSS) genuínos mostram faíscas de lascas carmesim em testes de faísca, enquanto produtos falsificados (como aço carbono) geralmente têm faíscas de lascas amarelas brilhantes, as texturas de retificação da superfície original são boas.

4. Que tipo de macho é recomendado para processar materiais de alumínio?

Macho de ranhura reta recomendado + corte a seco, um alumínio é altamente plástico e propenso a tiras longas. O grande ângulo de ataque (25-30°) dos cones de ranhura reta reduzirá a resistência ao corte. Em condições de corte a seco, o cavaco é expelido diretamente para evitar emaranhamento (devido à descarga de cavacos, os cones de ranhura espiral podem facilmente criar arranhões na superfície da peça de trabalho).

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