Molti ingegneri e direttori di officina hanno a che fare con problemi come forme di filettatura non uniformi o la necessità di filettature di dimensioni speciali. La situazione diventa ancora più difficile quando gli strumenti standard non sono in grado di risolvere il problema. Ma imparare a usare la filettatura a punto singolo può essere utile. Vi permette di avere un maggiore controllo sul processo. È possibile tagliare le filettature in base alle proprie esigenze.
La filettatura a punto singolo consente di tagliare filetti personalizzati, regolare i profili e soddisfare le specifiche esatte. Questa guida illustra il processo, spiega come funziona e descrive le migliori pratiche.
Che cos'è la filettatura a punto singolo?
La filettatura a punto singolo è un metodo che utilizza un utensile da taglio per creare filettature su un pezzo. Si utilizza un utensile a forma di profilo di filettatura. Mentre il pezzo ruota su un tornio, l'utensile si muove lungo di esso e taglia la filettatura. Il taglio avviene lentamente e per gradi.
Questo metodo è standard sia sui torni manuali che su quelli Macchine di tornitura CNC. Può realizzare filettature all'esterno o all'interno di un pezzo. Uno dei suoi principali vantaggi è il controllo. È possibile scegliere la dimensione, la forma e il passo della filettatura in base al progetto.
In questo processo, l'utensile non taglia l'intero filo in una sola passata. Esegue diverse passate. Ad ogni passaggio, l'utensile va un po' più in profondità. Questo processo continua fino a quando il filetto raggiunge la profondità finale. Si tratta di un procedimento diverso da quello dei maschi o delle filiere, che tagliano il filetto in una sola passata.
La filettatura a punto singolo è anche flessibile. È possibile modificare facilmente la dimensione o la forma della filettatura. Questo la rende ideale per pezzi personalizzati, lavori di riparazione o piccoli lotti. Funziona bene quando si ha bisogno di filettature speciali o di un accoppiamento stretto. Inoltre, consente di controllare meglio la qualità e la precisione.
Tipi di fili creati
La filettatura a punto singolo offre la flessibilità di creare molti tipi di filettatura. Funziona per le specifiche personalizzate o quando è necessario soddisfare standard di filettatura specifici. Questa sezione ne illustra le caratteristiche.
Filettature interne e filettature esterne
Le filettature esterne sono tagliate all'esterno di un pezzo, ad esempio su bulloni o alberi. L'utensile di filettatura si muove lungo il diametro esterno del pezzo in rotazione e taglia gradualmente fino a raggiungere la forma completa della filettatura.
Le filettature interne sono tagliate all'interno di fori, come nei dadi o negli alloggiamenti. Questo richiede un utensile più piccolo con lo stesso profilo. È più difficile perché l'utensile lavora all'interno di un foro, il che limita lo spazio e la visibilità.
Entrambi i tipi richiedono un attento allineamento e controllo della profondità. Errori nell'impostazione o nel percorso dell'utensile possono influire sull'adattamento o sulla resistenza della filettatura.
Standard del filo conduttore
I diversi settori industriali utilizzano standard di filettatura differenti. La filettatura a punto singolo consente di tagliare quasi tutti gli standard, a condizione che l'utensile e la macchina siano impostati correttamente.
Filettature metriche
Le filettature metriche sono ampiamente utilizzate in tutto il mondo. Si misurano in millimetri. I valori centrali sono il diametro primario e il passo, la distanza tra le filettature.
Ad esempio, M10 × 1,5 significa che la filettatura ha un diametro primario di 10 mm e un passo di 1,5 mm. Le filettature metriche seguono gli standard ISO, che ne garantiscono la coerenza tra i vari fornitori.
Standard di filettatura unificato (UTS)
L'UTS è comune negli Stati Uniti. Utilizza i pollici anziché i millimetri. Il passo è spesso indicato come filettatura per pollice (TPI).
Ad esempio, una filettatura 1/4-20 UNC significa un diametro di 1/4 di pollice e 20 filetti per pollice. UNC è l'acronimo di Unified Coarse Thread (filettatura grossa unificata). Esistono anche UNF (Fine) e UNEF (Extra Fine).
Ogni standard ha le sue regole per il passo, l'angolo e la profondità. Lo strumento di filettatura deve corrispondere esattamente alla forma e alle dimensioni.
Strumenti e attrezzature per la filettatura a punto singolo
Per eseguire la filettatura a punto singolo, è necessario disporre delle macchine e degli strumenti di taglio giusti. La configurazione dipende dal tipo di filettatura, dal materiale e dalla precisione del risultato.
Le macchine da tornio e il loro ruolo
La filettatura a punto singolo avviene sempre su un tornio. Il tornio fa ruotare il pezzo mentre l'utensile da taglio si muove in linea retta lungo di esso. Questo movimento combinato crea la filettatura.
I torni manuali utilizzano una vite di guida e ingranaggi per adattare il passo della filettatura. L'operatore imposta gli ingranaggi o regola la velocità di avanzamento corretta. I torni CNC eseguono questa operazione automaticamente attraverso impostazioni programmate. Sono più veloci e ripetibili.
Tipi di strumenti di filettatura
L'utensile per filettare esegue il taglio. Ha un bordo affilato che corrisponde alla forma del filo. I tipi più comuni sono:
- Utensili in HSS (acciaio ad alta velocità): Ottimi per piccoli lavori e materiali morbidi. Si possono smerigliare in molte forme.
- Inserti in carburo: Utilizzati per materiali più duri o per lunghe tirature. Durano più a lungo e offrono una migliore finitura superficiale.
- Barre noiose: Utilizzati per tagliare le filettature interne. Si inseriscono all'interno dei fori e hanno la forma di strumenti di filettatura.
Geometria dell'utensile e tipi di inserti
Gli strumenti di filettatura hanno forme specifiche chiamate geometrie. Le caratteristiche principali includono:
- Profilo del filo: Corrisponde alla forma della filettatura. Ad esempio, una forma a V di 60° per filettature metriche o UNC.
- Raggio del naso: Una piccola punta arrotondata che controlla la forma della cresta del filo. Una punta troppo affilata può scheggiare; una punta troppo rotonda può offuscare i dettagli.
- Angolo di rilievo: Impedisce all'utensile di sfregare il materiale durante il taglio.
Processo di taglio del filo a punto singolo passo dopo passo
La filettatura richiede un'impostazione attenta e un controllo costante. Seguire questa sequenza per evitare errori e danni all'utensile.
Fase 1: preparazione del pezzo e della macchina
Iniziare controllando le dimensioni e il materiale del pezzo da lavorare. Assicurarsi che sia rotondo, pulito e saldamente bloccato nel mandrino. Se il pezzo oscilla, la filettatura non sarà precisa.
Pulire il tornio e controllare il gioco degli utensili. Rimuovere i trucioli e impostare la macchina alla velocità corretta. Utilizzare un numero di giri inferiore a quello della normale tornitura.
Fase 2: scegliere i giusti parametri di filettatura
Determinare il passo, il diametro e la forma della filettatura. Queste dipendono dal disegno o dal progetto del pezzo. Assicurarsi che l'utensile corrisponda al profilo della filettatura.
Impostare la velocità di avanzamento in base al passo della filettatura. Ad esempio, per un passo di 1,5 mm l'utensile deve spostarsi di 1,5 mm per ogni giro del mandrino.
Se si utilizza un tornio CNC, inserire tutti i parametri di filettatura nel programma. Ricontrollare il codice per verificarne l'accuratezza.
Fase 3: installazione e allineamento dello strumento
Montare l'utensile di filettatura nel portautensili. Il tagliente deve essere rivolto verso il pezzo in modo squadrato e all'altezza del centro. Utilizzare un calibro centrale per allineare l'utensile all'angolo corretto, di solito 60° per la maggior parte delle filettature.
Assicurarsi che l'utensile sia ben saldo. Qualsiasi movimento influisce sulla forma della filettatura.
Fase 4: Impostazione del riferimento di zero
Avvicinare l'utensile al pezzo. Sfiorare la superficie e impostare lo zero dell'asse X. Quindi, indietreggiare leggermente e impostare il punto di partenza dell'asse Z.
Questo riferimento indica alla macchina dove iniziare ogni passata. Se lo zero non è corretto, la profondità e la posizione del filetto non corrisponderanno alle specifiche.
Se si lavora manualmente, utilizzare un quadrante per la filettatura o un metodo di sincronizzazione. Su una macchina CNC, assicurarsi che il percorso utensile inizi nella posizione corretta.
Fase 5: Eseguire il primo passaggio di filettatura
Avviare il tornio e inserire l'avanzamento. L'utensile deve tagliare una scanalatura poco profonda seguendo il passo della filettatura. Osservare il movimento regolare e il taglio pulito.
Utilizzare una profondità di taglio leggera per evitare il sovraccarico dell'utensile. Arrestare la macchina dopo la prima passata e controllare la forma del filetto.
Utilizzare un calibro per il passo della filettatura o un microscopio per verificare che il passo e la forma siano corretti.
Fase 6: ripetere le passate di taglio con le regolazioni della profondità
Continuare a tagliare con passaggi più profondi. Ridurre la profondità ogni volta che il filo si avvicina alla dimensione finale. In questo modo si riduce la forza di taglio e si mantiene la superficie liscia.
Applicare un fluido da taglio per ridurre il calore e migliorare la durata dell'utensile. Osservare l'accumulo di trucioli e regolare la velocità o l'avanzamento se necessario.
Fermarsi e controllare l'adattamento dopo alcune passate. Utilizzate dei misuratori di filettatura o dei pezzi di prova. Fermarsi quando la filettatura raggiunge la profondità e l'adattamento corretti.
Vantaggi della filettatura a punto singolo
La filettatura a punto singolo è ancora ampiamente utilizzata perché offre un controllo e una flessibilità migliori. Ecco perché è una scelta solida in condizioni reali di officina.
Precisione e accuratezza
Questo metodo consente di avere un forte controllo sulle dimensioni e sulla forma del filetto. È possibile impostare il passo, la profondità e la forma direttamente sulla macchina. È un metodo ideale per i pezzi che richiedono tolleranze ristrette. È possibile tagliare la filettatura, controllarla e apportare piccole modifiche finché non si adatta perfettamente.
Funziona per molti tipi di filo
È possibile utilizzare la filettatura a punto singolo per tagliare quasi tutti i tipi di filettatura. Gestisce filettature metriche, unificate, ACME, trapezoidali e persino forme personalizzate. È necessario disporre della forma giusta dell'utensile e delle impostazioni della macchina.
Costo ridotto per piccoli lotti
Se si ha bisogno di pochi pezzi, questo metodo consente di risparmiare. Non è necessario acquistare maschi o matrici speciali. È possibile utilizzare lo stesso utensile da taglio e regolare le impostazioni della macchina.
Le migliori pratiche per ottenere risultati ottimali
Per ottenere filettature pulite e precise non basta solo la corretta impostazione. È necessario anche avere buone abitudini durante il taglio per far sì che l'utensile, il pezzo e la macchina lavorino insieme.
Evitare la deviazione e le chiacchiere
La deviazione si verifica quando l'utensile o il pezzo in lavorazione si piegano sotto pressione. Ciò provoca filettature irregolari o usura dell'utensile. Per evitarla, è necessario ridurre la sporgenza dell'utensile e utilizzare una configurazione rigida.
Il chattering è una vibrazione che lascia segni sulla superficie del filo. Utilizzare velocità più basse e ridurre la profondità per ogni passata se inizia il chattering. Assicurarsi che l'utensile sia affilato e adeguatamente supportato.
Se necessario, utilizzare una contropunta o un appoggio fisso per sostenere i pezzi lunghi. Questo aiuta a mantenere il pezzo stabile durante il taglio.
Gestione della formazione e della rimozione dei trucioli
La filettatura produce trucioli lunghi e filiformi che possono avvolgere il pezzo o l'utensile. Questi possono danneggiare la filettatura o rompere l'utensile.
Utilizzare i rompitruciolo sull'utensile o ridurre la profondità di taglio per rompere i trucioli in pezzi più piccoli. Applicare un fluido da taglio per ridurre il calore e migliorare il flusso dei trucioli.
Se necessario, fare una pausa tra le passate per eliminare manualmente i trucioli. Sulle macchine CNC, aggiungere una mossa di ritrazione e sosta per far cadere i trucioli prima della passata successiva.
Garantire il corretto gioco e gli angoli dell'utensile
L'utensile deve avere uno spazio sufficiente per tagliare in modo pulito senza sfregare. Controllare gli angoli di scarico laterali e finali. Se sono troppo piccoli, l'utensile si trascina e si surriscalda.
Adattare l'angolo di spoglia al materiale. Un angolo di spoglia positivo aiuta a ridurre la forza di taglio sui metalli più morbidi. L'angolo di spoglia neutro è migliore per quelli più duri.
Allineare sempre l'utensile all'angolo corretto rispetto al pezzo. Anche una leggera inclinazione può influire sulla forma della filettatura e causare problemi di montaggio. Usare calibri o indicatori per controllare prima del taglio.
Applicazioni in tutti i settori
La filettatura a punto singolo è utilizzata in molti campi che richiedono precisione, flessibilità e affidabilità. Ecco come i diversi settori la utilizzano nella pratica.
Industria automobilistica
Nel settore automobilistico, la filettatura a punto singolo è spesso utilizzata per produrre alberi filettati, bulloni, componenti del motore e raccordi. Molti di questi componenti richiedono tolleranze strette e specifiche personalizzate. È utile anche per modificare pezzi esistenti o per realizzare componenti in reverse-engineering.
Ingegneria aerospaziale
I pezzi aerospaziali richiedono spesso tolleranze strette e forme di filettatura speciali. La filettatura a punto singolo offre il controllo necessario per questi compiti. È comunemente utilizzata per realizzare dispositivi di fissaggio di precisione, boccole filettate e raccordi che vengono inseriti nei sistemi aeronautici.
Lavorazione generale
Le officine e i piccoli impianti di produzione si affidano alla filettatura a punto singolo per i pezzi di uso quotidiano. Che si tratti di un involucri personalizzatiQuesto metodo è affidabile per i pezzi a bassa tiratura o per le viti di ricambio. Permette di controllare completamente la profondità, il passo e la forma della filettatura, soprattutto su materiali esotici come il titanio o l'Inconel.
Confronto tra la filettatura a punto singolo e altri metodi
Ecco un rapido confronto tra la filettatura a punto singolo e altri metodi di filettatura standard. Utilizzate questa tabella per decidere rapidamente quale metodo si adatta ai requisiti dei vostri pezzi e alle vostre esigenze di produzione.
| Caratteristica | Filettatura a punto singolo | toccando | Fresatura della filettatura | Filettatura degli stampi |
|---|---|---|---|---|
| Tipo di filo | Interno ed esterno | Solo interno | Interno ed esterno | Solo esterno |
| Flessibilità (fili personalizzati) | Alto | Basso | Alto | Basso |
| Velocità | Lento | Veloce | Da medio a veloce | Veloce |
| Complessità della configurazione | Moderare | Basso | Alto | Basso |
| Precisione | Alto | Moderare | Alto | Da basso a moderato |
| Vita dell'utensile | Lungo (inserto in carburo) | Più breve (soprattutto su materiali duri) | Lungo | Breve |
| Gamma di materiali | Ampio (metalli, plastica, ecc.) | Limitato dalla forza del rubinetto | Ampio | Limitato |
| Il migliore per | Prototipi, parti personalizzate, accoppiamenti stretti | Fori standard, volume elevato | Parti complesse, riparazione di filetti | Lavori semplici, filettature esterne standard |
Conclusione
La filettatura a punto singolo offre un metodo preciso e flessibile per tagliare filettature interne ed esterne. Funziona bene per dimensioni personalizzate, piccoli lotti e tolleranze ristrette. Rispetto alla maschiatura, alla fresatura e alla filettatura a filiera, offre un maggiore controllo sulla forma e sulla profondità della filettatura. Con l'impostazione e gli utensili adeguati, è possibile ottenere filettature pulite e precise su un'ampia gamma di materiali.
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Ciao, sono Kevin Lee
Negli ultimi 10 anni mi sono immerso in varie forme di lavorazione della lamiera, condividendo qui le mie esperienze in diverse officine.
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Kevin Lee
Ho oltre dieci anni di esperienza professionale nella fabbricazione di lamiere, con specializzazione nel taglio laser, nella piegatura, nella saldatura e nelle tecniche di trattamento delle superfici. In qualità di direttore tecnico di Shengen, mi impegno a risolvere sfide produttive complesse e a promuovere innovazione e qualità in ogni progetto.
