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El laminado de roscas utiliza una herramienta para aplicar presión, lo que provoca una deformación plástica que rellena los surcos, reduce la rugosidad y endurece en frío la superficie. Esto refina los granos, crea una estructura de fibra densa e induce una tensión residual, lo que mejora la dureza, la resistencia y las propiedades generales. Es habitual utilizar tornos ordinarios para laminar roscas. Este artículo proporciona una nueva solución de proceso para el laminado de roscas basada en tornos CNC.
CNC El procesamiento de roscas de ejes largos con torno horizontal (por ejemplo, tirantes de prensas hidráulicas) suele generar problemas con la parte inferior de la rosca, como ángulos rectos o alta rugosidad, que conducen a la concentración de tensiones y posibles fracturas. El laminado de la parte inferior de la rosca deforma plásticamente el metal de la superficie.
El laminado de la parte inferior roscada la redondea y la alisa, lo que reduce la tensión y mejora la resistencia de la rosca, la dureza y la resistencia de la pieza. Actualmente, la mayoría de los operadores utilizan tornos comunes para el laminado manual de la parte inferior roscada. Este método es más simple y fácil de ajustar durante el proceso de procesamiento. La operación manual es propensa a sufrir daños por un mal uso, depende en gran medida de la experiencia y tiene dificultades para mantener una calidad de producción constante.
Los tornos CNC automatizan el procesamiento con programas preestablecidos, lo que reduce el trabajo manual y garantiza una calidad constante, pero los operadores no pueden detener la máquina a mitad de camino. Además, el proceso de laminado difiere del proceso de corte, por lo que el laminado de roscas requiere una mayor precisión y condiciones más estrictas. Un laminado incorrecto puede dañar las piezas, las herramientas e incluso el torno CNC, lo que supone un mayor riesgo.
Por lo tanto, la industria rara vez utiliza tornos CNC para el laminado de roscas. El personal técnico busca un método de laminado de roscas basado en tornos CNC para el procesamiento automático y la reducción de riesgos.
Plan de IMPLEMENTACION
A continuación se presenta una breve introducción a la implementación del plan de laminado de hilos utilizando la figura adjunta.
Figura 1 Diagrama estructural del método de laminado de roscas
La figura 2 muestra el diagrama esquemático de la estructura en sección transversal cuando la placa se inserta en la ranura del tornillo.
Figura 3 Diagrama estructural del método de laminado de roscas desde otro ángulo
Fig. 4 Esquema de la sección transversal de la ranura del tornillo cerca de la cara del extremo.
Figura 5. Esquema de la sección transversal de la ranura del tornillo al procesar el lado cerca de la ranura de corte posterior.
En la figura: 1 pieza de trabajo, 11 segmentos de rosca, 111 ranuras de tornillo, 12 ranuras de corte posterior, 13 pendientes de transición, 2 fresas
Método de implementación específico
1. Alineación de herramientas y posicionamiento del eje Z
Alinee la fresa 2 con el segmento de rosca 11 de la pieza de trabajo 1 para asegurar un movimiento preciso dentro de la ranura para tornillo 111. Comience posicionando la fresa 2 a un lado del segmento de rosca 11, utilizándolo como punto de inicio para el eje Z. Mueva la fresa 2 a lo largo del eje Z en múltiplos enteros del paso, sin más movimiento del eje Z durante la alineación. Gire la pieza de trabajo 1 y mueva la fresa 2 a lo largo del eje X para alinear la ranura para tornillo 111 con la fresa, asegurando el contacto en la parte inferior del diente. Establezca el punto de inicio del eje X y el ángulo del husillo como el ángulo de inicio del mecanizado, ajustándolo desde el ángulo de inicio original.
2. Proceso de rotación y alineación manual
El método de ajuste de la herramienta implica mover la fresa 2 a un múltiplo del paso y detenerse a lo largo del eje Z. El operador gira manualmente la pieza de trabajo 1 para alinear la ranura del tornillo 111 con la fresa 2. Este método minimiza el movimiento del eje Z de la ranura del tornillo, lo que produce ajustes más precisos y reduce el daño a la rosca.
La fresa 2 se alinea automáticamente con la ranura del tornillo 111 en múltiplos de paso, lo que reduce la necesidad de una alineación precisa en el extremo de la rosca. Esto simplifica la configuración de la herramienta en la máquina CNC, lo que mejora la precisión y reduce el riesgo de errores de procesamiento.
3. Transición de la ranura de corte posterior al segmento de rosca
En algunas realizaciones, la herramienta comienza en la ranura de corte posterior 12, que tiene un diámetro menor que la porción de rosca. El bisel de transición 13 conecta el segmento de rosca 11 y la ranura de corte posterior 12. El extremo de la rosca se coloca en el bisel de transición 13, lo que crea una transición de bisel entre la raíz de la rosca y el bisel. La parte superior inclinada de la rosca reduce la profundidad desde el bisel hasta la raíz, estrechando la ranura de tornillo 111 hacia la ranura de corte posterior 12 (consulte las figuras 3 y 5).
A medida que la fresa 2 se acerca al segmento de rosca 11 desde la ranura rebajada 12, pasa a través de la pendiente de transición 13 y se acopla a la parte inferior de la ranura para tornillo 111. Esto aumenta la presión de contacto y amplía el tamaño de la sección transversal de la ranura para tornillo. Cuando la fresa 2 entra en la ranura para tornillo 111, las alturas de rosca en ambos lados son bajas, lo que permite una entrada más fácil (consulte la Figura 5 para ver un esquema de la sección transversal).
4. Riesgo de colisión y consideraciones de alineación
Cuando el laminado comienza desde el lado de corte del segmento de rosca 11, utilizando la cara final como referencia (Figura 4), la parte inferior del diente puede ser demasiado alta, con el riesgo de colisión con la fresa 2 bajo alta presión. Además, el segmento de rosca 11 puede carecer de chaflán, lo que da lugar a una altura de rosca alta en ambos lados de la ranura de tornillo 111.
La fresa 2 debe alinearse con precisión con los dientes de la rosca en ambos lados para evitar colisiones y daños. Esta solución minimiza el riesgo de que la fresa 2 golpee la parte inferior o los dientes de la rosca, lo que garantiza un procesamiento más uniforme y reduce los riesgos de laminado de roscas en tornos CNC.
5. Inclinación de la placa de cocción y reducción de la presión
En algunas realizaciones, la fresa 2 se mueve a lo largo del eje Z mientras se inclina alejándose del segmento de rosca 11 a lo largo del eje X. La alta presión y el calor durante el tallado pueden provocar fallas en los cojinetes o sobrecargas en el eje, lo que genera problemas de procesamiento o fallas en el equipo.
Al inclinar la fresa 2 a lo largo del eje X mientras se mueve en la dirección Z se forma un ángulo α con el segmento de rosca 11 (Figura 1). Esto reduce la profundidad de laminado, afectando solo la sección cerca de la ranura de retroceso 12, no todo el segmento de rosca 11. La longitud de laminado real M (Figura 1) acorta el tiempo de procesamiento, reduciendo la presión de laminado.
La presión de laminación disminuye durante el mecanizado. A medida que el segmento de rosca 11 de la pieza de trabajo 1 se acopla con la tuerca, la fuerza principal actúa cerca de la ranura de corte posterior 12, lo que reduce la presión y el tiempo de apoyo en la fresa madre 2 y el husillo, minimizando el riesgo de laminación de la rosca en el torno CNC.
6. Laminación de múltiples pasadas para reducción de carga
En algunas realizaciones, el torno CNC lamina la fresa 2 en múltiples pasadas para reducir la presión y la carga. Para los cortes primero a cuarto, la profundidad aumenta 0.1 mm con cada pasada. A partir del quinto corte en adelante, la profundidad de la fresa permanece igual que en la cuarta pasada, recortando la raíz de la rosca a esa profundidad.
7. Mecanismo de rueda giratoria y espacio libre oscilante
En algunas realizaciones, la placa de cocción 2 incluye un asiento rodante y una rueda unida a él, con un espacio de giro que permite que la rueda se ajuste a la ranura del tornillo 111. Este mecanismo reduce el daño de la rosca causado por errores de procesamiento.
El espacio de oscilación entre la rueda rodante y el asiento requiere una alta precisión de ajuste para que la fresa 2 entre en la ranura de tornillo 111 desde la ranura de respaldo 12, lo que reduce los requisitos de precisión de posición.
Conclusión
Los tornos CNC están ganando popularidad y están reemplazando gradualmente a los tornos chinos tradicionales. Este artículo presenta un método de laminado de roscas basado en tornos CNC para mejorar la consistencia de la producción y reducir los problemas de funcionamiento y calidad cuando no se dispone de tornos comunes. Su objetivo es proporcionar una solución de laminado de roscas más eficiente y confiable, que avance en la tecnología de procesamiento mecánico.
PREGUNTAS MÁS FRECUENTES:
El laminado de roscas es un proceso en el que una herramienta aplica presión a la pieza de trabajo, lo que provoca una deformación plástica que alisa la superficie y aumenta la dureza. Crea una estructura fibrosa densa, reduciendo la tensión y mejorando la resistencia general de la rosca. Tradicionalmente realizado con tornos manuales, ahora se puede realizar de forma más eficiente con tornos CNC.
El laminado de roscas es importante porque reduce la rugosidad superficial, mejora la resistencia de la rosca y aumenta la durabilidad de la pieza. Además, previene la concentración de tensiones, que puede provocar fracturas, al redondear y alisar la base de las roscas, haciéndolas más fiables y resistentes a los daños.
Los principales desafíos incluyen:
Los tornos CNC se diferencian de los tornos de corte, ya que requieren mayor precisión para el laminado de roscas.
Un laminado incorrecto puede dañar piezas, herramientas e incluso el propio torno CNC.
Los tornos CNC no pueden detenerse a mitad del proceso, lo que aumenta el riesgo de errores y requiere una programación muy precisa.
El laminado de roscas en torno CNC automatiza el proceso, garantizando una calidad constante y reduciendo el error humano. A diferencia del laminado manual, las máquinas CNC funcionan con programas predefinidos y mantienen una alta precisión durante toda la producción, lo que resulta más fiable para producciones a gran escala o repetidas.
Los pasos clave incluyen:
Alineación de la herramienta fresadora con el segmento de rosca de la pieza de trabajo.
Utilizando el eje Z para el posicionamiento de la herramienta y el eje X para la alineación de la ranura del tornillo.
Gestionar la entrada de herramientas y evitar riesgos de colisión durante el proceso de laminación.
Reducir la presión durante el funcionamiento inclinando la placa y reduciendo la profundidad gradualmente.
Utilizando el laminado de múltiples pasadas para reducir la carga y mejorar la calidad de la rosca.
La alineación de la fresa madre garantiza que la herramienta entre con precisión en la ranura del tornillo para evitar desalineaciones y posibles colisiones con la pieza de trabajo. Una alineación correcta es crucial para lograr la geometría correcta de la rosca y evitar daños tanto en la pieza de trabajo como en la herramienta.
La inclinación de la fresa madre reduce la presión durante el tallado, especialmente cerca de la ranura de corte posterior, lo que evita fallos en los rodamientos o sobrecargas en el husillo. Esta técnica minimiza el riesgo de daños al torno CNC y garantiza un procesamiento más uniforme al reducir la profundidad de laminado.
El laminado multipasada implica realizar el proceso de laminado de roscas en varias etapas, aumentando gradualmente la profundidad de cada pasada. Este método reduce la presión y la carga sobre la fresa madre y el husillo, garantizando una formación de roscas más precisa y reduciendo el riesgo de dañar la herramienta.
La rueda giratoria y el mecanismo de separación oscilante permiten un ajuste preciso de la rueda para que encaje en la ranura del tornillo. Este mecanismo reduce el daño a la rosca al garantizar que la herramienta de fresa madre mantenga una posición precisa, incluso al entrar desde la ranura de corte posterior, lo que mejora la precisión general del proceso de laminado de roscas.
Las principales ventajas incluyen:
ConsistenciaLas máquinas CNC proporcionan resultados precisos y repetibles, lo que reduce el riesgo de mal funcionamiento.
Eficiencia:Los sistemas CNC automatizados acortan los tiempos de producción y mejoran la consistencia del proceso.
Menor riesgo:Al automatizar el proceso, los tornos CNC minimizan el error humano, lo que genera una mayor calidad y menos defectos en las roscas producidas.
