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I dettagli di una filettatura appropriata

Navigate the growing options available for adding threaded features to machined parts

Proto Labs consente di aggiungere facilmente fori filettati ai pezzi lavorati a macchina. L'introduzione della tornitura ha incrementato ulteriormente le opzioni di filettatura disponibili. Le filettature base realizzate a macchina possono essere di due tipi: interne o esterne.

Filettature interne

Le filettature interne vengono realizzate utilizzando un filettatore a bordo singolo e non un tradizionale maschio filettatore. Sui pezzi con fori interni da filettare, le filettature effettive devono essere eliminate dal modello CAD, lasciando soltanto il diametro per il foro pilota. Il nostro software riconosce i fori da filettare se questi:

  • presentano un diametro compreso nell'intervallo per la filettatura desiderata,
  • si trovano su uno dei tre assi cardinali per la fresaturar,
  • sono perpendicolari all'asse di rivoluzione per la tornitura

Proto Labs è in grado di eseguire filettature destrorse sui pezzi lavorati a macchina con filettature UNC e UNF comprese tra #2 e fino a 0,5 pollici; sono inoltre disponibili filettature metriche comprese tra M2 e M12. La posizione e il metodo di produzione possono determinare l'inidoneità di un foro a poter essere filettato.

Un altro fattore chiave da tenere in mente è la profondità massima delle filettature in base agli strumenti utilizzati. Le filettature #2 presentano una profondità massima dalla parte superiore degli elementi circostanti pari a 5,1 mm, mentre le filettature da 0,5 pollici possono raggiungere profondità decisamente superiori: fino a 25,4 mm. Per le filettature metriche, i limiti massimi vanno da 5,1 mm a 25,4 mm di profondità. La profondità delle filettature sale gradualmente all'aumentare del diametro di queste ultime. Questo argomento verrà approfondito più avanti nel suggerimento di progettazione.

Hole types in machined parts
Le immagini mostrano i tre tipi di fori che è possibile realizzare sui pezzi lavorati al tornio

Le filettature interne sono disponibili anche sui pezzi lavorati al tornio. Molte delle regole appena elencate valgono anche per la realizzazione delle filettature attraverso l'impiego di utensili motorizzati sul tornio, ma il numero di filettature possibili sarà inferiore rispetto alla fresatura. Le filettature UNC e UNF vanno da #4-40 a ½-20 e quelle metriche sono comprese tra M3 e M10. Grazie agli utensili motorizzati, siamo in grado di produrre elementi filettati in asse e in senso radiale o assiale. Questo ha un impatto sulla filettatura, poiché alcune filettature sono disponibili solo nella versione assiale. Ti invitiamo a esaminare con attenzione il preventivo o di contattare un tecnico del servizio clienti per ricevere ulteriori spiegazioni. Puoi consultare una tabella con i fori filettati realizzati al tornio sul sito protolabs.it; assicurati di selezionare i pezzi realizzati al tornio nella sezione fori standard per visualizzare la disponibilità delle opzioni.

Implement threading on parts
Da sinistra a destra, le immagini 1, 2 e 3 raffigurano tre approcci diversi alle profondità massime delle filettature.

Quando si effettuano fori filettati interni a macchina, spesso accade che il foro presenti una profondità superiore a quella che i nostri filettatori possono raggiungere. In questo caso, si hanno a disposizione alcune opzioni tra le quali scegliere in base alle esigenze.

  • Nel caso di un foro passante più lungo della capacità massima, scegli il lato del foro in cui prevedi di iniziare a inserire la vite, come illustrato nell'immagine 1. Se la vite deve attraversare completamente il pezzo, può essere necessario far passare un maschio attraverso il foro (con un’operazione di ripresa) per completare l'operazione.
  • Puoi anche scegliere di filettare entrambi i lati dell'elemento, come illustrato nell'immagine 2, ma dovrai fare attenzione alle profondità massime delle filettature, poiché possono sovrapporsi nel foro. Filettando gli elementi da entrambi i lati si rischia di spanare le filettature, impedendo alla vite di attraversare correttamente il pezzo. Tuttavia, se le filettature non si intersecano, come illustrato nell'immagine 3, la filettatura su entrambi i lati rappresenta normalmente un'ottima soluzione.
Turned metal part, external threads
Un pezzo finito con filettature esterne realizzate al tornio.
Filettature esterne

L'introduzione del tornio ha incrementato le opzioni di filettatura esterna: ora è possibile realizzare filettature esterne per determinate dimensioni, posto che il pezzo risulti idoneo alla tornitura. Continuiamo a utilizzare un filettatore specifico per alcune dimensioni, profondità e posizioni nella geometria del pezzo. Tuttavia, il processo di tornitura di Proto Labs offre filettature esterne lungo la linea bisettrice del pezzo nonché utensili motorizzati che consentono di filettare fori interni, purché seguano linee guida simili a quelle della fresatura. E non ci riferiamo solo ai fori in asse: sono disponibili anche le opzioni assiali e radiali.

Proprio come accade per le filettature interne, anche sul progetto della filettatura esterna per un pezzo realizzato al tornio è necessario eliminare la filettatura dal modello CAD affinché il nostro software lo riconosca. Ti invitiamo inoltre a modellare le tue filettature esterne per la fresatura e non per la tornitura. Una volta ricevuto il preventivo per la tornitura, avrai la possibilità di selezionare la dimensione della filettatura appropriata.

 

CAD model of machining design
Il modello CAD presenta la visualizzazione con finitura fresata di una filettatura esterna con raggi di curvatura risultanti evidenziati in giallo. Questo vale solo per i pezzi fresati.

Le filettature esterne fresate vengono inserite nei progetti dei pezzi molto meno spesso rispetto a quelle interne, ciononostante possono essere realizzate facilmente. Le filettature esterne fresate vengono effettuate su metà del diametro, quindi il pezzo viene ruotato di 180° e le filettature opposte vengono realizzate nello stesso modo. Questo processo funziona bene con le filettature di grande dimensione: siamo in grado di produrre filettature di qualità da 0,5 pollici, tuttavia è consigliabile ispezionare le filettature per rimuovere eventuali residui di materiale o errori, poiché le filettature vengono effettuate con due configurazioni diverse per la lavorazione a macchina.

Le filettature esterne più piccole (#6-32) sono molto più difficili da realizzare con un utensile a testa sferica o piatta: nella base della filettatura rimarrebbe un raggio di curvatura superiore poiché il passo è troppo stretto e sarebbe necessario ripassare le filettature con una filiera per rimuovere il materiale residuo. Su molti pezzi rimarrebbe inoltre un raggio compreso tra 0,2 mm e 0,4 mm.

Inserti a spirale

Per ottenere filettature più resistenti è possibile utilizzare degli inserti a spirale. Le filettature per gli inserti a spirale vengono realizzate nei fori, ma gli inserti a spirale non vengono montati durante la produzione. Gli inserti devono essere installati dall'utente una volta che il pezzo è stato fabbricato, ma prima che venga assemblato. Gli inserti a spirale sono disponibili per le filettature UNC e UNF comprese tra #2 e 0,5 pollici e per le filettature metriche da M2 a M12 con le stesse profondità dei fori filettati standard. Proto Labs dispone di un processo ottimizzato per gli inserti HeliCoil ed è compatibile con le dimensioni e le lunghezze standard.

La filettatura nei programmi CAD

Molti pacchetti CAD consentono di visualizzare gli elementi filettati in vari modi, compresa la perforazione eseguita con un maschio, la filettatura estetica e quella dal diametro maggiore della filettatura. Suggeriamo di scegliere il diametro del foro pilota, posto che sia stato progettato al 75% circa del diametro della filettatura.

A questo punto è necessario inviare il file CAD in un formato diverso da STL. Ti sconsigliamo di caricare file in formato STL per i pezzi lavorati a macchina, poiché il nostro software non è in grado di riconoscere elementi come i fori pilota salvati in quel formato. Laddove possibile, ti consigliamo di utilizzare un formato neutro come IGES o STEP.

Sui pezzi fresati che richiedono filettature esterne, è necessario inserire le filettature nel progetto, poiché queste compariranno nella procedura di fresatura standard che utilizza utensili a testa sferica o piatta. Come indicato in precedenza, questo non rappresenta il metodo preferibile per la produzione delle filettature, poiché potrebbe rendere necessario il dover riprendere tali filettature con una filiera per fare sì che i pezzi possano essere assemblati correttamente.

Sui pezzi lavorati al tornio, realizzare filettature esterne è più semplice, poiché il pezzo ruota attorno al centro e l’utensile a bordo singolo può eseguire una filettatura di qualità. Il progetto di una filettatura esterna realizzata al tornio è simile a quello di un foro interno. Dovrai eliminare le filettature cosicché il software possa visualizzare il diametro esterno per determinare il tipo di filettatura necessaria.

La filettatura nei preventivi

Nel preventivo di Proto Labs potrai selezionare sia la filettatura interna che quella esterna sugli elementi del pezzo riconosciuti adeguati allo scopo. Nella tabella Assegnazione filettatura contenuta nel preventivo troverai un modello completamente interattivo che ti consentirà di scegliere gli elementi filettati disponibili. Tutti gli elementi idonei verranno evidenziati e potrai selezionare manualmente le filettature. Puoi anche assegnare le filettature in blocco ai tipi UNC, UNF e metrico, risparmiando tempo rispetto a quanto non faresti assegnando le filettature ai singoli fori, ma ti facciamo presente che in questo modo rischieresti di filettare inavvertitamente dei fori che non dovevano essere filettati.

Se desideri selezionare una filettatura non disponibile, ti consigliamo di ricontrollare il diametro degli elementi modellati per accertarti che rientrino nelle linee guida per la filettatura. Quando esamini le tabelle di filettatura, puoi passare dalle opzioni fresate a quelle realizzate al tornio per visualizzare le filettature disponibili per ciascun metodo di produzione. Tutte le filettature devono essere selezionate e salvate prima di procedere con l'ordine. Se, in qualunque punto del processo, decidi modificare il processo di produzione o il materiale, ricontrolla la tabella Assegnazione filettatura, poiché le selezioni potrebbero cambiare.

Proto Labs offre elementi filettati per pezzi fresati in plastica e metallo, mentre per quanto riguarda i pezzi realizzati al tornio, gli elementi filettati sono disponibili solo per i metalli. Siamo in grado di realizzare filettature UNC, UNF e metriche con inserti a spirale (ma non forniamo né installiamo gli inserti a spirale).

Per un elenco completo delle linee guida di filettatura su pezzi fresati e realizzati al tornio, fai clic qui. Per qualsiasi altra domanda relativa alle filettature, non esitare a contattare gli esperti del nostro servizio clienti scrivendo all'indirizzo customerservice@protolabs.it o chiamando il numero +39 0321 381211.