14 tipi di fori in ingegneria
I fori sono una delle caratteristiche più comuni nell'ingegneria e nella produzione. Si vedono in quasi tutto, ma non tutti i fori sono uguali. Alcuni sono fatti per le viti, altri per l'allineamento preciso e altri ancora per il passaggio dei fluidi.
In questa guida scoprirete i diversi tipi di fori in ingegneria.
Che cos'è una caratteristica del foro in ingegneria?
Un foro è un'incisione o un'apertura in un materiale, solitamente realizzata mediante foratura, punzonatura o fusione. I fori servono a molti scopi, tra cui il fissaggio, la riduzione del peso, la ventilazione e l'allineamento delle parti.
Le dimensioni, la forma e la profondità di un foro dipendono dalla sua funzione in un progetto. Gli ingegneri usano termini standard per definire i fori, come diametro, profondità, svasatura, alesaggio, e tolleranza. Questi dettagli assicurano che i fori si adattino correttamente agli altri componenti.
Fits, call out e tolleranze dei fori tecnici
Quando si progettano i fori, è necessario considerare gli accoppiamenti, i callout e le tolleranze. Discutiamone ulteriormente.
Adatta
Quando si pratica un foro in un pezzo, spesso questo deve combaciare con un altro pezzo, come un albero o un bullone. Il modo in cui queste parti si incastrano tra loro si chiama incastro. Esistono 3 tipi principali di accoppiamento:
Liquidazione in forma - Il foro è leggermente più grande dell'albero, in modo che l'albero possa muoversi liberamente.
Adattamento all'interferenza - Il foro è più piccolo dell'albero, quindi l'albero deve essere forzato.
Transizione in forma - Le dimensioni dei fori e degli alberi sono molto vicine, quindi l'accoppiamento può essere stretto o allentato a seconda della tolleranza.
Richiami
I callout sono il modo in cui gli ingegneri etichettano i fori sui disegni tecnici. Includono simboli e misure come diametro, profondità e caratteristiche speciali (come filettatura o svasatura). Questi dettagli aiutano a creare fori precisi.
Tolleranze
Le tolleranze sono piccole variazioni consentite nelle dimensioni e nella forma del foro. Nessun foro è perfetto, ma le tolleranze assicurano che sia abbastanza vicino per funzionare correttamente.
Controllano la larghezza del foro, la profondità del foro, la forma dei bordi del foro e la sua rotondità e rettilineità. Servono a far funzionare correttamente i fori nell'uso finale.
14 tipi di fori tecnici
Ogni tipo di foro ha una funzione specifica e li affrontiamo di seguito.
1. Foro semplice
Un foro semplice è un'apertura rotonda che può attraversare tutto il materiale o fermarsi a una certa profondità. Ha lo stesso diametro dall'alto verso il basso.
I fori semplici servono per l'assemblaggio o il gioco. Gli ingegneri li contrassegnano con il simbolo "Ø" sui disegni. Si possono praticare con punte standard.
2. Foro cieco
Una speranza cieca non attraversa l'intero spessore del materiale. Si ferma a una certa profondità e ha una sola apertura. Gli ingegneri li contrassegnano con "↓" sui disegni, ad esempio "Ø 30 ↓ 12 mm" per un foro di 30 mm profondo 12 mm.
La realizzazione di fori ciechi può essere complicata perché l'accumulo di materiale può rompere la punta del trapano. Sono utili per il montaggio, il fissaggio e la riduzione delle attese.
3. Fori filettati
Un foro filettato ha una filettatura interna che consente di inserire un bullone o una vite senza utilizzare un dado. Questi fori vengono creati da strumenti speciali come le frese per filetti o gli inserti.
Gli ingegneri usano "Ø" o "M" per contrassegnarli nei disegni. La "M" è utilizzata per le filettature metriche e il numero successivo indica la dimensione della filettatura.
4. Foro passante
Un foro passante attraversa tutto il materiale. Sui disegni è indicato come "Ø diametro passante". Ad esempio, "Ø 30 Thru" indica un foro di 30 mm che passa completamente attraverso il materiale.
Questi fori sono utilizzati per il passaggio dei fluidi, il cablaggio e il fissaggio. Si possono creare con un trapano o perforando il materiale.
5. Foro interrotto
Un foro interrotto è un foro parzialmente bloccato o tagliato da un altro elemento, come una scanalatura o un altro foro. Il foro rimane allineato anche dopo aver attraversato la sezione interrotta.
Questi fori sono comuni nelle sedi dei cuscinetti, nei perni di posizionamento e nei bulloni nascosti. Anche se sembrano complicati, possono essere eseguiti in fasi separate senza bisogno di ulteriori impostazioni.
6. Fori di maschiatura
Un foro di maschiatura è simile a un foro filettato, ma è realizzato con un utensile per maschiatura anziché con inserti o frese per filettatura. Tutti i fori di maschiatura sono fori filettati, ma non tutti i fori filettati sono fori di maschiatura.
Gli ingegneri li contrassegnano con la lettera "M" seguita da diametro, passo e profondità della filettatura. Ad esempio, "M6 1,5 10" indica un foro di 6 mm di diametro con un passo di filettatura di 1,5 mm e una profondità di 10 mm.
7. Fori conici
Un foro conico ha un diametro che diminuisce gradualmente da un'estremità all'altra. Questi fori sono utilizzati nei giunti a pressione, nei sistemi di fluidi e nelle guarnizioni ad alta pressione.
Gli ingegneri li misurano in base all'angolo di conicità (in gradi) e usano un triangolo con una linea passante per segnarli sui disegni.
8. Fori di svasatura
Un foro di svasatura ha una sezione più ampia, a fondo piatto, nella parte superiore, per consentire alle teste dei dispositivi di fissaggio (come i bulloni) di rimanere a filo con la superficie. Questo rende gli assemblaggi più resistenti e più gradevoli alla vista.
Il simbolo per i fori di controporo è "⌴", seguito dal diametro del foro, ad esempio "⌴Ø20" per un foro di 20 mm.
9. Fori di svasatura
Un foro di svasatura ha una sezione conica (angolata) nella parte superiore, che consente alle viti a testa piatta di posizionarsi a filo con la superficie. È simile a una svasatura, ma con un bordo inclinato. Il simbolo di un foro svasato è "⌵" nei disegni.
10. Fori di svasatura
Un foro di controforatura ha un'apertura conica per adattarsi a elementi di fissaggio come rivetti o bulloni. Questo design aiuta i dispositivi di fissaggio a stare a filo, migliorando la resistenza e l'aspetto di un assemblaggio. È simile a un foro di svasatura, ma la conicità è solitamente meno accentuata.
11. Fori per la superficie dei punti
Un foro spotface è una svasatura poco profonda che crea una superficie liscia e piatta su cui appoggiare un bullone o una rondella. Assicura una distribuzione uniforme della pressione e previene il danneggiamento degli elementi di fissaggio. Gli ingegneri usano "⌴ SF" come indicazione sui disegni.
12. Fori per il gioco delle viti
Il foro di sicurezza per le viti è leggermente più grande della vite che contiene, consentendo alla vite di passare liberamente. Questo facilita il montaggio e lo smontaggio. La dimensione del foro viene calcolata utilizzando:
Dimensione del foro libero = (diametro della vite + diametro della testa della vite) / 2
13. Fori alesati
Un foro alesato è un foro semplice che è stato rifinito con un alesatore per ottenere un diametro estremamente preciso e una finitura liscia. I fori alesati sono utilizzati quando sono richieste tolleranze strette.
14. Sovrapposizione di fori
Un foro sovrapposto si forma quando due fori si intersecano parzialmente o completamente. Si trovano spesso nella fabbricazione di metalli e negli assemblaggi complessi. La sovrapposizione dei fori può ridurre la resistenza del materiale, per cui può essere necessario un rinforzo.
Metodi comuni per la lavorazione dei fori
Esistono diversi modi per creare fori nell'ingegneria. Ecco i metodi più comuni:
Fresatura CNC
Le fresatrici CNC utilizzano diversi strumenti di taglio, tra cui punte da trapano, frese a candela e frese volanti, per realizzare i fori. Queste macchine possono creare forme complesse di fori, anche non circolari, seguendo istruzioni programmate.
Fresatura CNC è utile perché può eseguire più operazioni in un'unica configurazione, tra cui la foratura, l'alesatura, la controforatura e l'incavo, oltre ad altre lavorazioni.
Foratura CNC
Foratura CNC è un metodo rapido e preciso per creare fori circolari. Il processo inizia con la progettazione del foro nel software, la conversione in un formato leggibile dalla macchina (file STEP o STL) e l'esecuzione del programma.
La punta ruota e si muove verso il basso, incidendo il materiale. Esistono diversi tipi di macchine di foratura CNC, come trapani a colonna, trapani a braccio radiale e micropunte, a seconda dell'applicazione.
Maschiatura CNC
La maschiatura CNC viene utilizzata per creare filettature interne ai fori. Utilizza maschi e matrici per tagliare le filettature in modo da poter inserire viti o bulloni. Questo processo è comunemente utilizzato per il fissaggio di fori in assemblaggi meccanici.
Foratura con elettroerosione
La foratura EDM (Electrical Discharge Machining) è un metodo di creazione di fori senza contatto. Invece di usare una punta, utilizza un elettrodo a filo che crea una scintilla elettrica all'interno di un fluido dielettrico. La scintilla fonde il materiale, creando un foro.
Questo metodo è perfetto per i fori più piccoli (fino a 0,065 mm) e funziona bene con i materiali duri, purché conducano l'elettricità. È utile per realizzare microfori e fori curvi nell'industria aerospaziale, medica e di precisione.
Noioso
Noioso è un processo utilizzato per ingrandire un foro o migliorarne la precisione. Invece di eseguire un nuovo foro, si prende un foro esistente e si utilizza un utensile da taglio a punta singola per rimuovere il materiale. L'alesatura può essere eseguita su torni, fresatrici o frese. Questo metodo è particolarmente utile quando è necessario creare fori di grandi dimensioni o mantenere le dimensioni molto precise.
L'alesatura garantisce inoltre che il foro sia perfettamente rotondo e allineato, il che è importante per i pezzi di alta precisione.
Come scegliere il giusto tipo di foro nella lavorazione?
La scelta del tipo di foro sbagliato può portare a un disallineamento, a una struttura debole, a un errore di assemblaggio o a un prodotto non funzionante. Ecco quindi alcuni elementi da considerare nella scelta del tipo di foro giusto:
Scopo del foro
Innanzitutto, pensate al motivo per cui avete bisogno del foro. Se serve per fissare bulloni e dadi, la scelta migliore è un foro filettato. Se deve consentire il flusso di lubrificante o la tenuta, è preferibile un foro conico o svasato. Per il montaggio o l'allineamento, un semplice foro cieco è una buona opzione.
Dimensione e forma del foro
Successivamente, considerare il diametro e la profondità del foro. Pensate se il foro deve essere circolare, quadrato o irregolare. Alcuni tipi di foro funzionano solo con forme e dimensioni specifiche.
Tipo di materiale
Il tipo di materiale con cui si lavora influisce sulle modalità di realizzazione del foro. Se il materiale è duro, fragile o sensibile al calore, potrebbero essere necessari strumenti speciali per creare il foro. I metalli duri possono richiedere la foratura o l'elettroerosione, mentre i materiali più morbidi possono essere forati o fresati più facilmente.
Fonte di alimentazione e macchinari
Infine, è necessario considerare la macchina e la fonte di energia disponibili per la foratura o la lavorazione del foro. Una fonte di alimentazione debole può portare a fori imprecisi e ad accumuli di materiale che rendono il foro inutilizzabile. Assicuratevi che le macchine e gli strumenti siano in grado di gestire il tipo di foro che dovete creare.
Conclusione
I fori sono una parte importante dell'ingegneria e della produzione. Contribuiscono al fissaggio, all'allineamento, al flusso dei fluidi e a molte altre funzioni. A DEKPossiamo aiutarvi a creare fori precisi e di alta qualità utilizzando fresatura, foratura, elettroerosione e maschiatura CNC avanzate. Contattateci ora e lasciate che vi aiutiamo a soddisfare le vostre esigenze di lavorazione.
