Optimización de la fórmula empírica del diámetro del orificio inferior de la rosca

Optimización de la fórmula empírica del diámetro del orificio inferior de la rosca

En los procesos de roscado, la determinación correcta del diámetro del fondo del orificio, la profundidad y el biselado en la entrada del orificio es crucial para lograr roscas de alta calidad. Este artículo presenta cómo determinar razonablemente el diámetro y la profundidad del orificio inferior en función de las características del material y las especificaciones de la rosca, y proporciona cálculos detallados para tipos de roscas comunes.

1. Determinación del diámetro del orificio inferior

Durante el corte de rosca, los bordes cortantes del macho cortan principalmente el material, pero también ejercen presión sobre el material, lo que hace que se deforme y fluya hacia la cresta de la rosca. Por lo tanto, el diámetro del orificio perforado antes del roscado debe ser mayor que el diámetro interno de la rosca. El diámetro del fondo del pozo se puede determinar consultando los manuales pertinentes o utilizando las siguientes fórmulas empíricas:

• Materiales frágiles (como hierro fundido, bronce, etc.):
  d0=d−1.1pd_0 = d - 1.1p
  Donde dd es el diámetro exterior de la rosca y pp es el paso.

• Materiales dúctiles (como acero, latón, etc.):
  d0=d−pd_0 = d - p

2. Determinación de la profundidad del orificio inferior

Al roscar agujeros ciegos (agujeros no pasantes), dado que el grifo no puede llegar al fondo del agujero, la profundidad del agujero debe ser mayor que la profundidad de rosca requerida. La profundidad del agujero ciego normalmente se calcula mediante la siguiente fórmula:

• Profundidad del agujero ciego = Profundidad de rosca requerida + 0,7 × Diámetro exterior de la rosca

Para roscas comunes, el cálculo simple para el diámetro del orificio inferior es:
Diámetro del fondo del orificio = diámetro exterior de la rosca × 0,85 Diámetro del orificio inferior = diámetro exterior de la rosca veces 0,85
Por ejemplo:

• Rosca M3: diámetro del orificio inferior = 2,4 mm

• Rosca M4: diámetro del orificio inferior = 3,1 mm

• Rosca M5: diámetro del orificio inferior = 4,2 mm

• Rosca M6: diámetro del orificio inferior = 5,1 mm

• Rosca M8: diámetro del orificio inferior = 6,8 mm

Para roscas métricas, el diámetro del orificio inferior se puede calcular como:
Diámetro del fondo del orificio = Diámetro exterior de la rosca − 1,0825 × Paso Diámetro del orificio inferior = Diámetro exterior de la rosca - 1,0825 veces Paso

Para roscas imperiales, el diámetro del orificio inferior se puede calcular como:
Diámetro del fondo del orificio = Diámetro exterior de la rosca − 1,28 × Paso Diámetro del orificio inferior = Diámetro exterior de la rosca - 1,28 veces Paso

3. Consideración de los grados de tolerancia de los hilos

En el mecanizado real, el grado de tolerancia de la rosca también afecta las dimensiones del orificio inferior. Por ejemplo, el diámetro del orificio inferior para una rosca métrica estándar se puede calcular como el diámetro exterior menos el paso, usando la fórmula:

• Roscas métricas (tipo MM):
  Profundidad de rosca = 0,6495 × Paso
  Diámetro interno de la rosca = Diámetro nominal - 1,0825 × Paso

Por ejemplo, M20x2,5-6H/7g es una rosca métrica gruesa con un diámetro nominal de 20 mm y un paso de 2,5 mm, con un grado de tolerancia de rosca interna de 6H.

4. Diferentes tipos de hilos y diferencias de materiales

Los diferentes tipos de roscas (p. ej., Norma Unificada de Roscas (UN), roscas para tuberías, etc.) tienen sus propios estándares y métodos de cálculo. Por ejemplo, en el caso del Estándar de subprocesos unificados (UNC):

• Estándar de subproceso unificado (UNC):
  Profundidad del hilo = 0,6495 × 25,4 Hilos por pulgada rac{25,4}{Hilos por pulgada}
  Por ejemplo, para una rosca UNC de 3/4-10, el diámetro exterior es de 3/4 de pulgada y el paso es de 2,54 mm.

• Roscas de tubería (p. ej., NPT):
  Profundidad del hilo = 0,6403 × 25,4 Hilos por pulgada rac{25,4}{Hilos por pulgada}

5. Cálculos del orificio inferior para roscas giratorias

En el procesamiento de roscas de torneado, el diámetro y la profundidad del orificio inferior, así como otros parámetros, deben optimizarse según el tipo de rosca. Por ejemplo, en el procesamiento de una rosca externa de 3/4'-10UNC, las fórmulas de cálculo son las siguientes:

• Cálculo de tono:
  P=25.4Hilosporpulgada=25.410=2.54mmP = rac{25.4}{Hilos por pulgada} = rac{25.4}{10} = 2.54 ext{mm}

• Cálculo del diámetro exterior:
  Diámetro exteriorD=34pulgada=25,4×34=19,05mmDiámetro exterior D = rac{3}{4} ext{pulgadas} = 25,4 imes rac{3}{4} = 19,05 ext{mm}

• Cálculo de velocidad:
  Velocidad N=1000Vπ×D=1000×120π×19.05=2005rpmN = rac{1000V}{pi imes D} = rac{1000 imes 120}{pi imes 19.05} = 2005 ext{rpm}

Resumen

La determinación adecuada del diámetro y la profundidad del orificio inferior es crucial para garantizar la calidad del mecanizado de roscas. Al combinar las características del material, los tipos de rosca y los grados de tolerancia, las fórmulas empíricas anteriores pueden calcular de manera efectiva las dimensiones del fondo del orificio. Además, al tornear roscas, es importante considerar los efectos de la velocidad, los materiales de las herramientas y la estructura de la máquina para garantizar la precisión del mecanizado. Dominar estas fórmulas empíricas no solo mejora la eficiencia del procesamiento sino que también reduce los costos de producción, lo que garantiza la calidad y confiabilidad del mecanizado de roscas.