Compreender os furos roscados na maquinagem

Os furos roscados são um componente essencial em muitas aplicações industriais e mecânicas. Introduzem um meio de manter os componentes juntos e de montar o equipamento para suportar a estrutura e fabricar juntas que possam resistir a puxões ou a tensões intensas.

Quer se trate de um projeto de maquinaria, de um trabalho automóvel ou mesmo de um projeto de bricolage, conhecer as funções e as vantagens dos furos roscados é fundamental para obter resultados fiáveis e eficientes.

Neste artigo, iremos detalhar o processamento e a utilização de furos roscados, descrevendo as vantagens e explicando por que razão, na maioria dos casos, são preferidos em relação a outras opções em várias aplicações.

Principais conclusões

• Explicação de furos roscados como furos roscados com roscas internas cortadas num furo pré-perfurado utilizando uma torneira, incluindo o cálculo do tamanho da broca.
• Visão geral das normas de furos roscados, incluindo Metric (ISO), Unified Thread Standard e British Standard Whitworth, com detalhes sobre tamanhos e passos de rosca.
• Várias utilizações de furos roscados, tais como fixação de componentes, realização de juntas, montagem de equipamento, instalação de inserções e reparação de roscas.
• As vantagens dos furos roscados incluem a sua ligação sólida, a versatilidade, o reforço da rosca, a facilidade de montagem/desmontagem e a rentabilidade.
• A diferença entre furos roscados e outros tipos, como furos para parafusos auto-roscantes, inserções roscadas, helicoides e furos pré-roscados.
• Passos detalhados no processo de abertura de roscas, incluindo a preparação do furo, seleção do macho, configuração da ferramenta, lubrificação, corte de roscas, remoção de aparas e controlo de qualidade.

O que são furos roscados?

Quando se trata de compreender o significado dos furos roscados, podemos considerá-los como um tipo de furo roscado em que as roscas internas são perfuradas num furo pré-perfurado; que é perfurado no material com um diâmetro ligeiramente inferior ao tamanho da rosca pretendido.

As roscas são subsequentemente cortadas a partir do interior do orifício, utilizando uma ferramenta designada por macho. Como resultado, é criado um furo roscado (ou furo roscado) para inserir elementos de fixação como parafusos ou cavilhas.

Estes orifícios foram concebidos para fixar fortemente os parafusos e proporcionar uma ligação eficaz entre dois componentes.

Estes furos roscados são particularmente ideais em situações em que se prevê a aplicação de forças significativas na ligação ou em que os componentes serão submetidos a montagens e desmontagens repetidas.

A precisão e a integridade proporcionadas pelos furos roscados tornam-nos essenciais nas indústrias onde a fixação fiável é fundamental.

Cálculo do tamanho correto da broca para furos roscados

Para determinar o tamanho correto da broca para um furo roscado, principalmente para roscas ANSI, pode utilizar a seguinte fórmula:

Tamanho da broca = Diâmetro maior - 1/número de roscas por polegada + fator de ajuste

Nesta fórmula:

• O diâmetro da parte roscada do fixador é o diâmetro principal.
• O número de roscas que aparecem num comprimento de uma polegada no fixador é o número de roscas por polegada, também conhecido como passo de rosca. Esta medida é crucial para determinar o tamanho e o espaçamento das roscas num furo roscado.
• O fator de ajuste é normalmente +0,005 polegadas para passos superiores a 10 TPI (roscas por polegada). Caso contrário, será de 0,000 polegadas.

Agora, se o fixador para o qual está a fazer um furo tiver um diâmetro maior de 0,750 polegadas com 16 roscas por polegada:

Tamanho da broca = 0,750 polegadas - 161 polegadas + 0,005 polegadas = 0,750 polegadas - 0,0625 polegadas + 0,005 polegadas = 0,6925 polegadas

Após o cálculo, deve normalmente escolher o tamanho de broca padrão disponível mais próximo.

Este cálculo assegura que o furo roscado não está nem demasiado apertado nem demasiado solto. Isto cria condições óptimas para cortar roscas e fixar fixadores de forma eficaz.

Padrões de furos roscados

Utilizações de furos roscados

Furos roscados têm uma vasta gama de aplicações industriais e mecânicas. Algumas delas incluem:

Componentes de fixação

A principal utilização do furo roscado é a fixação de componentes entre si. Proporcionam, em grande parte, uma boa fixação das peças, mantendo-as assim intactas sob peso ou vibração. Isto torna-os ideais para utilizações em que a estabilidade e a durabilidade são cruciais.

Realização de juntas

Os furos roscados facilitam a realização de uniões entre vários componentes. Assim, quando um parafuso ou perno é inserido num orifício roscado, duas ou mais peças podem ser unidas, e a junção é forte.

Como resultado, isto cria a possibilidade de formar juntas fortes e estáveis, que se tornam imperativas na maioria das aplicações mecânicas e estruturais.

Equipamento de montagem

Os furos roscados são utilizados num grande número de indústrias e são aplicados para a montagem de equipamento em superfícies.

Por exemplo, na indústria automóvel, os furos são feitos para montar peças como espelhos, suportes, placas de matrícula, etc. Esta aplicação ajuda a fixar o equipamento de forma segura, tornando-o facilmente acessível.

Instalação de inserções

Os orifícios roscados podem ser equipados com inserções roscadas, que não só proporcionam uma rosca mais forte para efeitos de fixação, como também a tornam mais duradoura.

Estas inserções são especialmente úteis quando é necessário apertar e desapertar repetidamente um furo roscado. Esta caraterística contribui grandemente para melhorar a resistência, a vida útil e a fiabilidade da ligação roscada.

Reparação de roscas

Outra aplicação importante dos furos roscados é a reparação de roscas. Se um orifício roscado se desgastar ou ficar descarnado, pode ser efectuado um orifício roscado maior e inserida uma pastilha roscada ou helicoidal para manter a rosca original. Compreender este procedimento de reparação pode fazer com que se sinta mais bem informado e preparado para potenciais problemas de manutenção.

Por exemplo, se um orifício roscado se desgastar ou ficar descarnado, pode ser efectuado um orifício roscado maior e inserida uma inserção roscada ou helicoidal para manter a rosca original. Nesse sentido, este procedimento de reparação pode prolongar ainda mais a sua vida útil e continuar a ser útil.

Vantagens dos furos roscados

Passando agora aos benefícios, o próprio facto de os furos roscados proporcionarem ligações seguras e fiáveis torna-os essenciais em muitos sectores diferentes. Porquê? Vamos explorar as vantagens importantes associadas aos furos roscados.

Ligação sólida

Os furos roscados corretamente executados proporcionam uma ligação boa e sólida entre as peças. Esta força manterá os componentes montados no lugar e fá-los-á durar mais tempo, mesmo sob condições rigorosas.

Versatilidade

Furos roscados oferecem um grau de flexibilidade notável ao acomodar vários parafusos e cavilhas. Esta adaptabilidade permite a roscagem de componentes de diferentes dimensões, tornando-os ideais para uma vasta gama de utilizações. Esta versatilidade permite-lhe lidar com diversas aplicações com facilidade e desenvoltura.

Reforço da rosca

A utilização de inserções roscadas ou helicoidais em furos roscados reforça e fortalece as roscas. Este reforço prolonga a vida útil do mecanismo de fixação, minimizando assim a frequência das reparações ou substituições necessárias.

Fácil montagem e desmontagem

Os furos roscados facilitam a montagem e a desmontagem dos componentes. Isto é particularmente útil para trabalhos de manutenção e reparação, porque os ajustes ou substituições são feitos rapidamente com este tipo de utilização.

Rentável

Os furos roscados constituem uma solução económica para unir peças/componentes. Como resultado, ajuda a eliminar a utilização de outras ferragens, como porcas e anilhas, reduzindo o custo global e mantendo uma fixação eficaz.

Comparação de diferentes tipos de furos roscados

Os furos roscados são amplamente utilizados para muitos fins mecânicos e estruturais em que são necessárias ligações fortes e fiáveis.

Embora tenhamos dito anteriormente que um furo roscado é uma das formas mais genéricas do furo roscado, existem muitas outras formas distintas, cada uma destinada a aplicações específicas.

Vamos explorar alguns destes tipos de furos roscados abaixo para termos uma ideia de como um furo roscado se enquadra nesta categoria mais vasta.

Furos roscados

• Como já foi referido, os furos roscados são feitos fazendo primeiro um furo com um diâmetro um pouco mais pequeno do que o tamanho de rosca pretendido e, em seguida, cortando as roscas internas com um macho. Este é um método comum para a maioria dos trabalhos em metal ou aplicações de alta precisão.
• Os furos roscados fornecem roscas robustas e fiáveis que podem resistir a forças elevadas, pelo que também são adequados para montagens e desmontagens repetidas em juntas mecânicas.
• Estes são comuns em muitas aplicações de fabrico, automóveis e aeroespaciais que requerem juntas precisas e fiáveis.

Furos para parafusos auto-roscantes

• Os orifícios dos parafusos auto-roscantes criam a sua rosca quando são aparafusados num material. No entanto, os furos roscados não têm roscas pré-cortadas; o parafuso fá-lo quando é acionado.
• Utilizados sobretudo por conveniência, estes parafusos podem não desenvolver tanta força de rosca em materiais mais duros em comparação com os furos roscados.
• Este tipo de furo roscado é normalmente utilizado em materiais mais macios, incluindo madeira, plástico e alguns metais, em que a rapidez e a facilidade são mais importantes do que atingir a resistência máxima.

Insertos roscados

• Os insertos roscados são componentes roscados pré-fabricados que são inseridos num orifício, muitas vezes para reforçar a área de um orifício ou reparar roscas danificadas.
• Os insertos roscados podem ser auto-roscados ou utilizados em furos pré-roscados.
• As pastilhas são mais apropriadas para madeira, plástico e alumínio, onde a perfuração direta não ganha força suficiente. Também podemos utilizá-los em trabalhos de reparação e manutenção.

Pastilhas helicoidais (Helicoils)

• Inserções helicoidaisou Helicoils, são inserções de arame enrolado que proporcionam uma rosca forte dentro de um orifício roscado. Estes ajudam a reforçar as roscas em materiais mais macios ou a reparar roscas danificadas.
• Devido à sua resistência, estas inserções proporcionam frequentemente uma maior durabilidade do que o furo roscado original e são normalmente utilizadas em situações de elevada tensão.
• É utilizado em áreas de elevado desempenho, como as aplicações aeroespaciais e automóveis, onde é importante reduzir o peso sem comprometer a resistência da rosca.

Furos pré-perfurados

• Estes são os orifícios roscados criados durante o processo de fabrico de qualquer componente. Ao contrário dos furos roscados normais, estes furos são pré-roscados e estão prontos a ser utilizados.
• Semelhantes aos furos roscados normais, os furos pré-roscados têm roscas grandes, fortes e fiáveis, mas continuam a ser limitados pela qualidade do material e pelo fabrico.
• São amplamente utilizados para componentes produzidos em massa, onde a consistência e a facilidade de fabrico se tornam considerações primordiais.

Processamento de furos roscados: Como funciona a abertura de roscas?

O rosqueamento é um processo de usinagem preciso utilizado para obter roscas internas dentro de um furo previamente perfurado. Para o realizar de forma profissional, é necessário seguir os passos seguintes:

Preparação do furo

O primeiro passo neste sentido será efetuar um furo ligeiramente subdimensionado em relação ao tamanho de rosca pretendido. Isto proporciona uma operação de orientação para a torneira que irá posteriormente cortar as roscas internas.

Seleção de toque

Com diferentes tipos de torneiras disponíveis, cada uma serve um objetivo diferente. Isto inclui:

• Torneiras de flauta reta: Ideal para furos de passagem onde as aparas podem sair facilmente.
• Torneiras de flauta em espiral: São ideais para furos cegos, uma vez que direcionam as aparas para fora do furo durante a roscagem.
• Torneiras de fundo: Utilizado para roscar perto do fundo de um furo cego, com apenas 1-2 roscas ligeiramente cónicas.
• Torneiras cónicas: Cónico na ponta para facilitar o alinhamento e o arranque.

Configuração da ferramenta de roscar

O macho é mantido num porta-ferramentas ou numa chave de torneira, consoante se trate de uma operação manual ou automatizada. Isto é crucial para um alinhamento eficaz do macho, de modo a que sejam cortadas roscas com a profundidade e uniformidade corretas.

Lubrificação e líquido de refrigeração

A lubrificação ajuda a reduzir o atrito e a acumulação de calor, o que pode melhorar ainda mais a vida útil da rosca e a qualidade das roscas cortadas.

Corte de rosca

Este processo consiste em rodar o macho no sentido dos ponteiros do relógio para dentro do furo num material para roscas à direita, cortando assim o material para formar roscas. Este processo é continuado até se atingir a profundidade pretendida.

Remoção de aparas

As aparas geradas no processo de roscagem têm de ser removidas para evitar o entupimento das roscas ou a destruição da torneira.

Controlo de qualidade e inspeção

Após o rosqueamento, as roscas são verificadas com calibradores de rosca ou outras ferramentas de medição para inspecionar a precisão, se necessário.

Etapas finais

Após a inspeção, o furo roscado pode ainda ser processado por rebarbação, limpeza ou revestimento para melhorar o desempenho ou aumentar a vida útil da rosca.

Conclusão

Os furos roscados oferecem vantagens únicas e são adequados para diferentes aplicações.

Compreender o que são estes orifícios e como são utilizados na indústria transformadora é importante para que possa tomar a decisão certa para o seu projeto de fabrico, construção ou bricolage.

Com a nossa equipa de profissionais em Primeiro moldepode fazer a escolha certa, garantindo que o sucesso do seu projeto não é comprometido de forma alguma.