La indústria manufacturera depèn en gran mesura del mecanitzat de precisió, i és una de les raons per les quals la frase "el diable s'amaga en els detalls" mai pot ser més certa. Un d'aquests detalls, el forat avellanat, ha estat una part integral de les plantes de fabricació de tot el món. Aquesta característica és un rebaix cilíndric de fons pla que sovint allotja caps de cargol i femelles per evitar que sobresurtin per sobre de la superfície de les peces de treball. La bona incorporació dels forats avellanats en aquests components diu molt sobre com d'avançats i precisos s'han tornat els mètodes de producció moderns.
Definició i finalitat
Els forats contraforats s'utilitzen en el mecanitzat de precisió per crear una zona d'assentament plana per als elements de fixació, de manera que puguin quedar al mateix nivell o per sota de la superfície d'una peça de treball.
Aquests forats tenen dos diàmetres: un de més gran allotja el cap d'un pern o cargol, mentre que un altre de més petit està destinat a la seva tija. Aquesta configuració permet muntar les peces sense cap cap de fixació que sobresurti i que pugui interferir amb la funció, la seguretat o l'aspecte del producte final.
Un contraforat sol tenir una forma cilíndrica amb un fons pla on els elements de fixació amb espatlles quadrades com els caps dels cargols poden assentar correctament.
Característiques que els diferencien d'altres tipus de forats
Els forats avellanats són diferents d'altres forats de mecanitzat com els forats passants, els forats cecs i els forats avellanats. Poden ser similars en alguns aspectes, però tenen propietats úniques que els distingeixen.
La primera característica que distingeix els contraforats és la seva configuració esglaonada. Bàsicament hi ha dues parts cilíndriques: una part de diàmetre més gran a prop de la superfície anomenada contraforat i una part de diàmetre més petit que s'estén més profundament al material coneguda com a forat pilot. Amb aquest disseny esglaonat podeu utilitzar elements de fixació avellanats perquè la secció contraforada més ampla permet l'espai lliure, mentre que la part de paret més estreta actua com a guia per a la tija del cargol/pern, etc.
Els contraforats no travessen completament les peces de treball com els forats passants; en canvi, pertanyen a la categoria anomenada forats cecs, és a dir, aquells amb fons tancats, de manera que no es perforen completament a través del gruix d'una peça en què es treballa. Aquesta característica els fa adequats per a situacions en què es vol encabir o amagar un element de fixació mantenint la integritat de la peça.
Una altra diferència entre els contraforats i els avellanats rau en la seva forma: la broca de contraforat crea un rebaix cònic/angulat a nivell de superfície destinat a adaptar-se als angles corresponents dels caps dels cargols; mentre que la broca de contraforat produeix una depressió cilíndrica de fons pla amb costats paral·lels, cosa que crea més superfície de paret vertical al voltant del cap del que permetria la conicitat.
Processos de fabricació
Tècniques de perforació i mandrinat
Els forats avellanats es produeixen normalment mitjançant una combinació de mètodes de trepat i mandrinat. El primer que cal fer és un forat pilot, ja sigui amb una broca normal o amb un trepant de pistola dissenyat per a forats més profunds. El forat pilot actua com a guia per al procés següent de mandrinat.
L'operació de mandrinat es realitza amb l'ajuda d'una eina de contraforat, que és bàsicament una eina de tall dissenyada específicament per a seccions de contraforat de diàmetre més gran. Té una vora de tall cilíndrica que forada la peça del contraforat amb precisió fins al diàmetre i la profunditat previstos. Basada en diferents màquines com ara torns, fresadores o mandrinadores per a propòsits especials, es pot utilitzar per a diverses aplicacions i materials on es requereix aquest procés.
Eines i equips especials
Algunes eines i equips específics s'utilitzen en el mecanitzat de forats contraforats més enllà dels equips de trepat estàndard, segons sigui aplicable en situacions d'alta precisió o quan es tracta de materials difícils de treballar.
Les barres de mandrinat d'un sol punt amb plaquetes indexables s'apliquen habitualment durant el contramandrinat a causa de la seva capacitat d'oferir un control precís, a més de permetre l'adaptació de diferents diàmetres per a contramandrinats simplement canviant les plaquetes.
Les eines combinades, també anomenades eines de trepant-avellanat, incorporen ambdues funcions en una sola eina, alineant així amb precisió entre el forat pilot i la secció de avellanat alhora que optimitzen el procés de mecanitzat.
Per a forats contraforats profunds o de gran diàmetre, es poden utilitzar eines especialitzades com ara trepants de pistola o capçals de perforació; aquests han estat dissenyats per garantir la rigidesa i l'estabilitat dimensional dins de profunditats o diàmetres extensos.
Dimensions i toleràncies
Dimensions del forat
El diàmetre del forat avellanat s'ha de basar en la finalitat de la peça i els requisits de càrrega. Normalment, la mida del forat es determina per la mida del cargol o fixador avellanat.
| Especificació | Diàmetre del cap del cargol (mm) | Gruix del cap del cargol (mm) | Diàmetre del cargol (mm) | Diàmetre del forat avellanat (mm) | Profunditat del contraforat (mm) | Diàmetre del forat passant (mm) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| M2 | 3.8 | 4.5 | 3.0 | 2.5 | ||
| M3 | 5.5 | 6.0 | 3.5 | 3.5 | ||
| M4 | 7.0 | 7.5 | 4.5 | 4.5 | ||
| M5 | 8.5 | 9.0 | 5.5 | 5.5 | ||
| M6 | 10.0 | 6 | 5.8 | 11 | 6.5 | 6.5 |
| M8 | 12.0 | 8 | 7.8 | 13 | 8.5 | 8.5 |
| M10 | 15.0 | 10 | 9.8 | 16 | 10.5 | 10.5 |
| M12 | 17.8 | 12.5 | 11.8 | 19 | 12.5 | 12.5 |
| M16 | 24 | 16 | 15.9 | 26 | 16.5 | 17 |
Tolerància
La tolerància és important per mantenir dimensions consistents per a les peces durant la producció. S'ha d'establir un rang de tolerància adequat per als forats contraforats, de manera que el cargol pugui entrar i sortir suaument sense estar massa apretat ni massa fluix. Els nivells de tolerància habituals són IT6, IT7, etc., i el que s'ha d'utilitzar depèn de la precisió del processament i la rendibilitat.
Aplicacions
En diferents procediments d'enginyeria i fabricació, els forats contraforats permeten que els caps de cargols, cargols o altres elements de fixació descansin a ras o per sota de la superfície del material.
En diversos processos d'enginyeria i fabricació, els forats avellanats permeten que els caps dels cargols, cargols o altres elements de fixació descansin a ras o per sota de la superfície del material.
Indústries Aeroespacial i Automoció
Els contraforats són necessaris en les construccions aeroespacials, així com en les indústries de l'automoció, ja que creen superfícies llises que poden millorar l'eficiència aerodinàmica alhora que garanteixen la integritat estructural. També redueixen la resistència aerodinàmica, ja que quan aquestes fixacions es fan planes hi haurà menys resistència de l'aire, cosa que afecta la seguretat del rendiment.
Muntatge de maquinària i equips
Hi ha màquines que necessiten un muntatge acurat sense que sobresurtin peces, no només per ser segures sinó també funcionals. Per aquest motiu, s'utilitzen forats avellanats; allotgen els caps de fixació dins del cos evitant que s'enganxin a la roba o a les eines, reduint així el risc de lesions.
Mobles i Fusteria
Durant el procés de fabricació de mobles, de vegades cal amagar els cargols, sobretot on semblen antiestètics però que alhora mantenen la resistència. Així, les estructures de fusta, com ara els armaris, poden tenir cargols fixats pels costats a les taules adjacents, creant un acabat net i proporcionant estabilitat a les unions.
Electrònica de Consum
Els dispositius electrònics de disseny prim, com ara telèfons intel·ligents, ordinadors portàtils, tauletes, etc., necessiten ser compactes, per la qual cosa requereixen forats avellanats durant el muntatge. EASIAHOME té una àmplia gamma de capacitats de fabricació que inclouen el mecanitzat CNC, entre altres serveis de valor afegit per a totes les vostres necessitats de prototipatge i producció.
Conclusió
La comprensió dels forats avellanats implica molt més que simplement saber què són i per què existeixen; s'estén per cobrir els diferents mètodes de mecanitzat utilitzats i els criteris de disseny precisos que es compleixen durant la seva aplicació. EASIAHOME té una àmplia gamma de capacitats de fabricació que inclouen el mecanitzat CNC, entre altres serveis de valor afegit destinats a totes les vostres necessitats de prototipatge, independentment de si es tracta de produccions a petita o gran escala.
