Detenga los fallos comunes de moleteado antes de que se produzcan. Esta guía centrada en DFM detalla las tipos de moleteado, aplicaciones y mejores prácticas que los ingenieros mecánicos deben conocer. Aprenda a especificar correctamente, elija el proceso adecuado (Form vs. Cut) y evite costosos desechos de fabricación.
Buenas prácticas de moleteado implica seleccionar el tipo y el proceso adecuados para la aplicación. Utilice moletas de diamante (tipo AC/AD) para agarre funcional y moletas rectas (tipo AA) para aplicaciones de ajuste a presión. La mejor práctica es elegir el Moleteado de Corte para piezas duras (>35 HRC) o de paredes delgadas, y el Moleteado de Forma sólo para materiales blandos de gran volumen.
Sin embargo, la clave del éxito radica en las fórmulas específicas y las indicaciones que se incluyen en el dibujo. Siga leyendo para ver las llamadas y cálculos exactos de ASME Y14.5 que evitan 90% los fallos de fabricación más comunes.
La decisión fundamental: Forma vs. Corte Moleteado
Cuando se trata de moletear, la primera decisión importante que hay que tomar es el proceso de fabricación: Forma Moleteado o Moleteado de corte. A la mayoría de los ingenieros se les enseña una regla sencilla, pero peligrosamente engañosa: "El moleteado de forma es rápido y barato; el moleteado de corte es lento y caro".
Se trata de una trampa cognitiva crítica.
Esa lógica sólo calcula el tiempo de mecanizado por pieza. Ignora por completo la Coste total de la calidad (TCOQ) y los enormes riesgos del proyecto que usted, el ingeniero, está asumiendo.
El moleteado por deformación (o moleteado por desplazamiento) es un proceso de conformado en frío. Utiliza una enorme presión radial -a veces miles de libras- para desplazar el material y formar los dientes. Esto hace que sea muy sensible a las variaciones de configuración y material.
Lo llamamos "juego de preparación" porque el diámetro de la pieza en bruto debe controlarse con tolerancias extremas (a menudo ±0,0005″). Si la dureza del material es ligeramente inconsistente o la configuración se desvía por una fracción, puede desechar fácilmente las primeras 100 piezas.
Por otra parte, el moleteado de corte es un proceso de mecanizado de precisión, al igual que el moleteado de corte. cortar un hilo. Utiliza una fresa para eliminar material, con lo que la tensión radial sobre la pieza es prácticamente nula. No es una apuesta; es una trayectoria 100% predecible y controlada por CNC. La primera pieza será idéntica a la 1000.
Árbol de decisiones de su proceso
¿Cómo elegir? No empiece por el coste. Empiece por estas preguntas.
- ¿La dureza de mi material es superior a 35 HRC?
- Sí: Para. Debe utilizar Moleteado de corte. Si se intenta doblar por deformación materiales duros (como el acero inoxidable o el acero para herramientas), se producirán escamas y se destruirá la herramienta.
- No: Continúe con la pregunta 2.
- ¿Se trata de una pieza de pared fina (por ejemplo, pared < 2 mm)?
- Sí: Debe utilizar Moleteado de corte. La fuerza radial del moleteado se deformar o incluso colapsar la pieza.
- No: Continúe con la pregunta 3.
- ¿Se trata de una pieza de gran valor o el moleteado es adyacente a una tolerancia crítica?
- Sí: Debería preferir Moleteado de corte. Proporciona un "seguro de proceso". No afectará a las superficies adyacentes y elimina el riesgo de chatarra, que sería catastrófico en un componente de gran valor.
- No: Si se trata de una pieza sencilla, de bajo coste y gran volumen en un material blando (como un pomo de aluminio), Forma Moleteado es una opción viable.
Lo vimos de primera mano con un cliente de dispositivos médicos. Su diseño especificaba un moleteado de diamante en una pared fina (0,75 mm). Acero inoxidable 316L tubo para un ajuste a presión.
Su primer proveedor incumplió la forma de moleteado y desechado 100% de las partes aplastando los tubos. Cambiamos el proceso a moleteado por corte, lo que protegió completamente la integridad de la pieza y resolvió la crisis de fabricación.
Esta elección estratégica es mucho más importante que unos céntimos ahorrados en el tiempo de ciclo.
Tipos de nudos y aplicaciones: Garantizar el éxito funcional del 100%
Elegir el moleteado adecuado proceso (Forma frente a corte) es la mitad de la batalla. La otra mitad es elegir el patrón para el trabajo. Su elección aquí determina directamente si la pieza funcionará según lo previsto.
La distinción más importante que hay que hacer es: ¿Estoy diseñando para agarre o para un encaje a presión?
Para agarre funcional: Moleteado de diamante (tipo AC/AD)
Es el que se ve con más frecuencia. Para una empuñadura, un tornillo de pulgar o cualquier pieza que deba sujetarse manualmente (especialmente en condiciones aceitosas o húmedas), un Moleteado de diamante (tipo AC/AD) es el patrón oro.
El patrón de diamante de 90° proporciona una fricción multidireccional contra la mano o los dedos del usuario. Para la mayoría de herramientas y pomos de uso general, un 96 DP (Paso Diametral) proporciona un excelente equilibrio entre agarre agresivo y comodidad para el usuario. Para aplicaciones más finas y ergonómicas, podría ver una 128 DP.
Para Press-Fits: El moleteado recto (tipo AA) es El Sólo Elección
He aquí uno de los errores más comunes y costosos que vemos cometer a los ingenieros: Nunca utilice un moleteado de diamante para una aplicación a presión.
Volvamos a nuestro cliente de dispositivos médicos. Su primer diseño fracasó no sólo debido a la proceso (forma moleteada en una pared fina), sino también por la patrón.
Habían especificado un moleteado de diamante para presionar un PEEK mango en el tubo de 316L.
Esto es lo que ocurrió: Las afiladas puntas de diamante actuaron como "rallador de queso," raspando y afeitando el material PEEK a medida que se presionaba. Esto creaba restos de plástico (un fallo crítico en un dispositivo médico) y, dado que eliminado material en lugar de agarre la fuerza de extracción era casi nula.
La solución fue cambiar a un Tipo AA (recto).
Los dientes de una moleta recta actúan como aletas o "púas". Cuando se presiona sobre un material más blando (como el plástico o incluso un metal más blando), obliga al material a flujo y deformar alrededor de los dientes. Esto crea una cerradura mecánica y maximiza la fuerza de extracción.
Manipule materiales difíciles de mecanizar con confianza
Ya se trate de acero inoxidable 316L, PEEK o titanio, su diseño merece un socio que entienda el proceso. Zenithin está especializada en el mecanizado de alta precisión de piezas complejas.
Tabla de selección rápida de aplicaciones de moleteado
Utilice esta tabla para seleccionar el patrón y el tono adecuados para su función específica.
| Escenario de aplicación | Patrón recomendado | Paso recomendado (DP) | Consideraciones clave sobre el diseño |
|---|---|---|---|
| Agarre funcional (herramientas, mangos) | Diamante (tipo AC/AD) | 96 DP (estándar) | Equilibrio entre agarre y comodidad para el usuario. |
| Press-Fit (en plástico/PEEK) | Recto (tipo AA) | 160 DP (fino) | CRÍTICO: Evita el raspado y maximiza la fuerza de extracción. |
| A presión (en metal) | Recto (tipo AA) | 128 DP (Medio) | Crea una deformación plástica controlada para un cierre seguro. |
| Fino/Decorativo (Pomos de reloj) | Diamante (tipo AC/AD) | 160 DP o más fino | Utilice el moleteado de corte para obtener un acabado afilado, preciso y estético. |
Guía del ingeniero: Cómo trazar perfectamente el moleteado en un dibujo
Aquí es donde la goma se encuentra con la carretera. Un dibujo ambiguo es la causa principal de los fallos de fabricación. Como ha señalado Alex Krulikowski, antiguo miembro del comité ASME Y14.5, el objetivo fundamental de cualquier especificación de dibujo es comunicar claramente los requisitos funcionales. La ambigüedad es el enemigo.
Tu dibujo es tu principal herramienta de comunicación. Una nota vaga como "KNURL" con una flecha es una apuesta arriesgada. A profesional es una instrucción precisa.
Lo bueno frente a lo malo: Un ejemplo visual
- Mala llamada: Una simple línea líder apuntando a la superficie con el texto "KNURL". Esta es una receta para el desastre. Le dice al maquinista nada sobre el paso, el tipo o el diámetro de inspección final.
- Good Callout (por ASME Y14.5): Un cuadro de control de funciones con el siguiente aspecto:
96 DP TIPO AC ELEVADO ⌀.755 MIN
Veamos exactamente qué le dice esto al fabricante:
96 DP(Pitch): Especifica un Paso diametral de 96 (96 dientes por pulgada de diámetro). Esta es la norma más común en EE.UU.TIPO AC(Tipo): Esto especifica un moleteado en relieve en forma de diamante, que es el resultado estándar de moleteado de formas.⌀.755 MIN(Diámetro): Este es el último requisito de inspección, no negociable. Establece que el diámetro moleteado, cuando se mide en los dientes, debe ser de al menos 0,755 pulgadas.
La fórmula más importante que se salta su libro de texto
He aquí el secreto más importante para tener éxito moleteado de formas (Tipo AC): usted, el diseñador, también debe calcular y especificar el diámetro de la pieza bruta.
¿Por qué? El moleteado de formas es un proceso de desplazamiento. Para obtener un patrón limpio y nítido sin "doble trazado", la herramienta debe ser capaz de formar un perfecto, entero Número (entero) de dientes (N) alrededor de la circunferencia.
La fórmula para garantizarlo es: Den blanco = N / DP
He aquí cómo utilizarlo:
- Usted conoce su DP deseado (por ejemplo, 96).
- Usted conoce su diámetro nominal (por ejemplo, 0,750″).
- Calcula N: N=0,750×96=72. Es un número entero perfecto.
- Por lo tanto, su Dblank (el "Diámetro Antes de la Curvatura") debe ser exactamente 0,750″.. Debe añadir una tolerancia ajustada a esto en su dibujo (por ejemplo, ±0,0005″).
No es sólo nuestra opinión; es algo fundamental en el mecanizado. Como editores de Manual de máquinas afirman: "No controlar este diámetro previo al moleteado es la causa más común de fallos en el moleteado, como descascarillado y 'doble huella'".
Su lista de comprobación previa al vuelo para Knurling Callouts
Antes de firmar ese dibujo, repasa esta lista:
- ¿Proceso elegido? (Forma vs. Corte)
- ¿Patrón elegido? (Recto para ajuste a presión, Diamante para agarre)
- ¿Tono especificado? (por ejemplo, 96 DP)
- ¿Tipo especificado? (por ejemplo, tipo AC o tipo AD)
- ¿Do final especificado? (por ejemplo, ⌀.755 MIN)
- (¡Crucial!) Si utiliza Forma Moleteado¿Ha calculado y especificado el diámetro de la pieza bruta ¿con una tolerancia ajustada?
- ¿Ranuras de alivio? ¿Ha añadido rebajes para proteger las superficies de precisión adyacentes del flujo de material?
DFM para moleteado: Guía de análisis de fallos
Incluso con una llamada perfecta, puede que reciba muestras que no parezcan correctas. Cuando esto ocurre, casi siempre se trata de una Diseño para la fabricación (DFM) problema que podría haberse detectado en la fase de diseño.
He aquí un sencillo catálogo de análisis de fallos para los tres defectos de moleteado más comunes y cómo solucionarlos en su dibujo.
Fallo #1: "Double-Tracking" o Dientes Caóticos
- Qué aspecto tiene: Un patrón desordenado y caótico en el que los dientes parecen haber sido estampados unos sobre otros. El patrón no es limpio ni nítido.
- La causa raíz: Este es el síntoma clásico de una incorrecta diámetro en blanco (Dblank) en un moleteado de formas proceso. La herramienta no pudo crear un número entero de dientes, por lo que "resbaló" y creó un segundo patrón superpuesto.
- La solución de diseño: Vuelve a tu diseño. Vuelva a calcular su fórmula Dblank=N/DP. Debe especificar ese diámetro de precurvatura y mantenerlo con una tolerancia estricta. Este único cambio resolverá el problema el 99% de las veces.
Fallo #2: Dientes "descamados" o astillados
- Qué aspecto tiene: La superficie del moleteado se está pelando, descascarillando o parece astillada, como si el material fuera demasiado quebradizo.
- La causa raíz: El material era demasiado duro para el proceso. Esto ocurre casi siempre cuando moleteado de formas se intenta en un material duro como acero inoxidable o cualquier aleación más dura que 35 HRC. El proceso no es desplazando a el material; es rompiendo eso.
- La solución de diseño: Se trata de una solución sencilla. Cambie el dibujo para especificar un Moleteado de corte (tipo AD). El proceso de corte no tendrá problemas para crear un patrón limpio en un material duro.
Fallo #3: Deformación o distorsión de la pieza
- Qué aspecto tiene: La pieza en sí se ve comprometida. Un tubo pasa a tener forma ovalada, o un eje delgado se dobla.
- La causa raíz: La inmensa presión radial de moleteado de formas se aplicó a una pieza que no podía resistirlo -específicamente, un pieza de pared delgada (como el tubo de 0,75 mm de nuestro cliente).
- La solución de diseño: Al igual que en el fallo de la descamación, la solución es cambiar el proceso. Especifique Moleteado de corte. Imparte una tensión radial casi nula, protegiendo la geometría de la pieza. Como regla general, si el grosor de la pared es inferior a 2 mm, debería optar por cortar el moleteado desde el principio.
Dejar de diseñar funciones, empezar a diseñar un proceso
Al fin y al cabo, el éxito moleteado El diseño no consiste en copiar una norma de un libro de texto. Se trata de diseñar un sistema estrategia de fabricación-un plan holístico que conecte el material elegido, la función requerida y el proceso de fabricación adecuado.
Su responsabilidad como ingeniero no es sólo "diseñar una característica". Es utilizar sus conocimientos de diseño para la fabricación (DFM) para entregar a su proveedor un dibujo "fabricable 100% con ambigüedad cero".
No apueste por prototipos caros ni arriesgue los plazos de su proyecto con una pieza que no se puede fabricar. Si no está 100% seguro de su moleteado especialmente en materiales resistentes como el acero inoxidable o en piezas complejas de paredes finas, pida la opinión de un experto antes de decidirse por el metal.
Elimine las conjeturas de su diseño.
Si tienes un diseño en mente, vamos a asegurarnos de que sea perfecto antes de producción. Cargue su dibujo hoy mismo y nuestros ingenieros de aplicaciones le proporcionarán un análisis DFM gratuito y sin compromiso. Le ayudaremos a revisar su tipos de moleteado, aplicaciones y mejores prácticas para garantizar que su pieza sea un éxito 100% desde la primera tirada.
Referencias y notas
[1] ASME Y14.5: Hace referencia a la norma de la Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos sobre acotación y tolerancias. Esta norma es la directriz autorizada para los dibujos de ingeniería y garantiza que todas las características geométricas estén claramente definidas.
[2] Paso diametral (DP): Sistema estándar (imperial) para especificar la tosquedad de las moletas. Es la relación entre el número total de dientes de la circunferencia y el diámetro. Un número DP más alto (por ejemplo, 160 DP) da como resultado un moleteado más fino, mientras que un número más bajo (por ejemplo, 96 DP) da como resultado un moleteado más grueso.
[3] Manual de máquinas: Un libro de referencia autorizado para ingenieros mecánicos, diseñadores y maquinistas, publicado por Industrial Press. La cita hace referencia a su completa sección sobre moleteados y moleteados, que detalla la relación crítica entre el diámetro de la pieza en bruto y el paso.
