Fresado de roscas versus roscado: una comparación completa para el mecanizado de precisión

Introducción:

En el mundo del mecanizado de precisión, seleccionar el método correcto para crear roscas es crucial para lograr los mejores resultados en términos de resistencia, acabado superficial y rentabilidad general. Entre los métodos más comunes utilizados para crear roscas se encuentran el fresado y el roscado. Si bien ambos métodos son efectivos, cada uno tiene sus ventajas, limitaciones y escenarios de mejor uso.

En este artículo, profundizaremos en las complejidades del fresado y roscado de roscas, exploraremos cuándo es preferible un método sobre el otro y analizaremos factores como las propiedades del material, el tamaño de la rosca, la profundidad del orificio y el volumen de producción.

1. Comprensión de los conceptos básicos del fresado y roscado de roscas:

Fresado de roscas:
El fresado de roscas implica el uso de un cortador giratorio para crear roscas en un orificio. El cortador se mueve a lo largo de la superficie en una trayectoria helicoidal, formando el perfil de hilo deseado. Este proceso se realiza utilizando una fresadora CNC y la herramienta generalmente tiene múltiples filos de corte que se acoplan con el material simultáneamente.

Tocando:
El roscado, por otro lado, es un proceso en el que se utiliza una herramienta de roscado (similar a una broca con roscas de corte) para crear roscas internas girando la herramienta dentro del orificio. El roscado generalmente se realiza utilizando un torno CNC o un centro de mecanizado vertical.

2. Diferencias clave:

2.1. Requisitos de herramientas:
Fresado de roscas : Requiere una fresa especializada con múltiples filos de corte, que pueda crear roscas tanto hacia la derecha como hacia la izquierda.

Tocando: Uses a single-point tool that cuts threads directly into the material, and there are different taps for different materials and thread forms.

2.2. Configuración y versatilidad de la máquina:
Fresado de roscas: Offers more versatility as it can be used to create a variety of threads, including larger sizes or custom profiles, on both blind and through holes. It can also be done on a CNC mill, which is more versatile in terms of general machining operations.

Tocando: Typically requires a dedicated tapping cycle, making it somewhat less versatile in terms of setup and customization compared to thread milling.

2.3. Precisión del hilo:
Fresado de roscas: Typically provides a higher level of accuracy and surface finish because the cutter does not have to engage the material at the same point as a tapping tool. It's also easier to adjust parameters for thread size during the milling process.

Tocando: Tapping may experience slight inaccuracies due to tool wear, especially in hard materials. It can also have issues like tool breakage in deeper holes or irregular threads in challenging materials.

3. Consideraciones materiales:

3.1. Materiales duros (p. ej., acero inoxidable, titanio):
Fresado de roscas: Ideal for hard materials as it reduces the risk of tool breakage. Thread milling also doesn’t generate as much heat as tapping, which helps maintain tool life and quality.

Tocando: In hard materials, tapping can be slower and more prone to tool breakage. Also, tapping deep holes in hard materials is generally not recommended because of potential tool deflection and failure.

3.2. Materiales blandos (p. ej., aluminio, latón):
Fresado de roscas: Works well for soft materials but might be slower than tapping due to the multi-cutting-edge nature of the operation.

Tocando: Faster in soft materials, as it’s a more direct process with minimal setup required.

4. Factores que influyen en la decisión:

4.1. Tamaño y profundidad del hilo:
Fresado de roscas: Works well for larger threads (above 1/2” in diameter) and deep threads. It’s especially effective for creating internal threads that are deeper than the length of a typical tap.

Tocando: Best suited for shallow threads, generally under 1” in diameter. The deeper the thread, the more likely tapping will cause issues like tap breakage or thread deformation.

4.2. Tiempo de ciclo y volumen de producción:
Fresado de roscas: The cycle time is generally longer due to the process’s complexity, and while it can be optimized with multi-tooth cutters, it’s not as fast as tapping in many cases. However, in low-volume or custom runs, it may be the better option due to its versatility.

Tocando: Tapping tends to be faster in high-volume production when making threads in shallow holes with a small diameter. The faster tool engagement allows quicker threading, especially for industries requiring large quantities of parts.

4.3. Control de chips:
Fresado de roscas: Thread milling produces continuous, manageable chips, reducing the risk of chip buildup and allowing for better heat dissipation.

Tocando: Can produce short, broken chips, which may become trapped in the hole and lead to issues like chip packing or tool clogging. Special care must be taken to ensure chip evacuation, especially in deeper holes.

5. Ventajas del fresado de roscas:

Versatilidad: el fresado de roscas puede crear una amplia variedad de formas de roscas, incluidas roscas no estándar y de gran tamaño.

Precisión: Mayor precisión, especialmente para roscas más grandes o más profundas.

Vida útil de la herramienta: Las herramientas duran más debido a la acción de corte menos agresiva.

No es necesario realizar orificios pretaladrados: el fresado de roscas no depende del tamaño del orificio, lo que permite una mayor flexibilidad en el tamaño de los orificios.

Capacidad multitarea: una fresadora CNC se puede utilizar para otras operaciones, como refrentado, taladrado o fresado de contornos, lo que aumenta la eficiencia.

6. Ventajas del tapping:

Velocidad: El roscado es un proceso rápido, especialmente para roscas poco profundas en materiales blandos.

Simplicidad: La configuración y las herramientas son relativamente simples y rentables en comparación con el fresado de roscas.

Costos de herramientas más bajos: las herramientas de roscado son generalmente más baratas que las fresadoras de roscas, lo que las hace más económicas para aplicaciones de roscas poco profundas y de gran volumen.

Consistencia: En corridas de producción de gran volumen, el roscado tiende a ser más consistente en la formación de roscas y es más fácil de automatizar.

7. Aplicaciones más adecuadas para el fresado de roscas:

Tamaños de rosca grandes: el fresado de roscas es ideal para roscas más grandes (más de 1/2”) o aplicaciones de alta precisión.

Orificios profundos o ciegos: cuando se trata de orificios profundos, el fresado de roscas permite un mejor control sobre la desviación de la herramienta y la precisión del roscado.

Materiales difíciles de mecanizar: el fresado de roscas suele ser el método preferido para materiales difíciles como acero de alta resistencia, acero inoxidable y titanio.

Formas de rosca complejas: el fresado de roscas puede crear fácilmente perfiles de rosca personalizados o no estándar, lo que lo hace ideal para aplicaciones específicas.

8. Aplicaciones más adecuadas para realizar tapping:

Hilos pequeños y poco profundos: el roscado es eficaz para hacer hilos pequeños y poco profundos en materiales de blandos a medianos.

Producción de gran volumen: cuando necesita producir una gran cantidad de piezas roscadas rápidamente, el roscado suele ser la opción más económica.

Requisitos de roscas simples: Para roscas estándar y sencillas, el roscado es eficiente y rentable.

Conclusión:

En conclusión, tanto el fresado de roscas como el roscado tienen sus respectivos beneficios y limitaciones. La elección entre los dos métodos depende de varios factores, incluida la dureza del material, el tamaño de la rosca, la profundidad del orificio, el volumen de producción y los requisitos de calidad de la rosca.

Para roscas más grandes, más profundas y de alta precisión, el fresado de roscas suele ser la mejor opción.

Para roscas más pequeñas y menos profundas en materiales más blandos, el roscado sigue siendo una opción confiable y más rápida.