Otimização da fórmula empírica do diâmetro do furo inferior da rosca

Otimização da fórmula empírica do diâmetro do furo inferior da rosca

Nos processos de rosqueamento, a determinação correta do diâmetro inferior do furo, da profundidade e do chanfro na entrada do furo é crucial para obter roscas de alta qualidade. Este artigo apresenta como determinar razoavelmente o diâmetro e a profundidade do furo inferior com base nas características do material e nas especificações da rosca, e fornece cálculos detalhados para tipos de rosca comuns.

1. Determinando o diâmetro do furo inferior

Durante o corte da rosca, as arestas de corte do macho cortam principalmente o material, mas também exercem pressão sobre o material, fazendo com que ele se deforme e flua em direção à crista da rosca. Portanto, o diâmetro do furo feito antes do rosqueamento deve ser maior que o diâmetro interno da rosca. O diâmetro do fundo do furo pode ser determinado consultando manuais relevantes ou usando as seguintes fórmulas empíricas:

• Materiais frágeis (como ferro fundido, bronze, etc.):
  d0=d−1,1pd_0 = d - 1,1p
  Onde dd é o diâmetro externo da rosca e pp é o passo.

• Materiais dúcteis (como aço, latão, etc.):
  d0=d−pd_0 = d - p

2. Determinando a profundidade do furo inferior

Ao rosquear furos cegos (furos não passantes), como o macho não consegue alcançar o fundo do furo, a profundidade do furo deve ser maior que a profundidade de rosca necessária. A profundidade do furo cego é normalmente calculada usando a seguinte fórmula:

• Profundidade do furo cego = Profundidade de rosca necessária + 0,7 × Diâmetro externo da rosca

Para roscas comuns, o cálculo simples para o diâmetro inferior do furo é:
Diâmetro inferior = diâmetro externo da rosca × 0,85 Diâmetro do furo inferior = Diâmetro externo da rosca vezes 0,85
Por exemplo:

• Rosca M3: Diâmetro do furo inferior = 2,4 mm

• Rosca M4: Diâmetro do furo inferior = 3,1 mm

• Rosca M5: Diâmetro do furo inferior = 4,2 mm

• Rosca M6: Diâmetro do furo inferior = 5,1 mm

• Rosca M8: Diâmetro do furo inferior = 6,8 mm

Para roscas métricas, o diâmetro do furo inferior pode ser calculado como:
Bottomholediameter=Threadouterdiameter−1,0825×PitchDiâmetro do furo inferior = Diâmetro externo da rosca - 1,0825 imes Passo

Para roscas imperiais, o diâmetro do furo inferior pode ser calculado como:
Bottomholediameter=Threadouterdiameter−1,28×PitchDiâmetro do furo inferior = Diâmetro externo da rosca - 1,28 imes Passo

3. Considerando os graus de tolerância da rosca

Na usinagem real, o grau de tolerância da rosca também afeta as dimensões do furo inferior. Por exemplo, o diâmetro do furo inferior para uma rosca métrica padrão pode ser calculado como o diâmetro externo menos o passo, usando a fórmula:

• Roscas métricas (tipo MM):
  Profundidade da rosca = 0,6495 × Passo
  Diâmetro interno da rosca = Diâmetro nominal - 1,0825 × Passo

Por exemplo, M20x2,5-6H/7g é uma rosca métrica grossa com diâmetro nominal de 20 mm e passo de 2,5 mm, com grau de tolerância de rosca interna de 6H.

4. Diferentes tipos de rosca e diferenças de materiais

Diferentes tipos de roscas (por exemplo, Unified Thread Standard (UN), roscas de tubos, etc.) têm seus próprios padrões e métodos de cálculo. Por exemplo, no caso do Unified Thread Standard (UNC):

• Padrão de Thread Unificado (UNC):
  Profundidade da rosca = 0,6495 × 25,4 Threadsperinch rac{25,4}{Threads per inch}
  Por exemplo, para uma rosca 3/4-10 UNC, o diâmetro externo é de 3/4 de polegada e o passo é de 2,54 mm.

• Roscas de tubo (por exemplo, NPT):
  Profundidade da rosca = 0,6403 × 25,4 Threadsperinch rac{25,4}{Threads per inch}

5. Cálculos de furo inferior para roscas de torneamento

No processamento de roscas de torneamento, o diâmetro e a profundidade do furo inferior, bem como outros parâmetros, precisam ser otimizados de acordo com o tipo de rosca. Por exemplo, no processamento de uma rosca externa 3/4'-10UNC, as fórmulas de cálculo são as seguintes:

• Cálculo do passo:
  P=25,4Threadsperinch=25,410=2,54mmP = rac{25,4}{Threads per inch} = rac{25,4}{10} = 2,54 ext{mm}

• Cálculo do diâmetro externo:
  Diâmetro externoD=34 polegadas=25,4×34=19,05mmDiâmetro externo D = rac{3}{4} ext{polegada} = 25,4 imes rac{3}{4} = 19,05 ext{mm}

• Cálculo de velocidade:
  Velocidade N=1000Vπ×D=1000×120π×19,05=2005rpmN = rac{1000V}{pi imes D} = rac{1000 imes 120}{pi imes 19,05} = 2005 ext{rpm}

Resumo

A determinação adequada do diâmetro e profundidade do furo inferior é crucial para garantir a qualidade da usinagem da rosca. Ao combinar características do material, tipos de rosca e graus de tolerância, as fórmulas empíricas acima podem calcular com eficácia as dimensões do furo inferior. Além disso, ao tornear roscas, é importante considerar os efeitos da velocidade, dos materiais da ferramenta e da estrutura da máquina para garantir a precisão da usinagem. Dominar essas fórmulas empíricas não apenas melhora a eficiência do processamento, mas também reduz os custos de produção, garantindo qualidade e confiabilidade na usinagem da rosca.