Métodos de mecanizado para agujeros en procesos de mecanizado
En comparación con el mecanizado de superficies cilíndricas externas, las condiciones para el mecanizado de agujeros son mucho peores y es más difícil mecanizar agujeros que mecanizar círculos externos. Esto se debe a que:
El tamaño de las herramientas utilizadas para el mecanizado de agujeros está limitado por el tamaño del agujero que se mecaniza, tienen poca rigidez y son propensas a sufrir deformaciones por flexión y vibraciones;
Cuando se utilizan herramientas de tamaño fijo para mecanizar agujeros, el tamaño de mecanizado del agujero a menudo depende directamente del tamaño correspondiente de la herramienta, y los errores de fabricación y el desgaste de la herramienta afectarán directamente la precisión del mecanizado del agujero;
Durante el mecanizado de orificios, el área de corte está dentro de la pieza de trabajo y las condiciones para la eliminación de virutas y la disipación de calor son deficientes, lo que dificulta el control de la precisión del mecanizado y la calidad de la superficie.
I. Perforación y escariado
Perforación
La perforación es la primera operación para mecanizar agujeros en materiales sólidos y el diámetro de perforación es generalmente inferior a 80 mm. Hay dos formas de perforar: una es la rotación de la broca; el otro es la rotación de la pieza de trabajo. Los errores producidos por los dos métodos de perforación son diferentes. En el método de perforación en el que la broca gira, debido al filo asimétrico y a la rigidez insuficiente de la broca, cuando la broca se desvía, la línea central del orificio mecanizado estará inclinada o no recta, pero el diámetro del orificio permanece básicamente sin alterar; en el método de perforación donde la pieza de trabajo gira, ocurre lo contrario, la desviación de la broca provocará cambios en el diámetro del orificio, mientras que la línea central del orificio permanece recta.
Las herramientas de perforación más utilizadas incluyen: brocas helicoidales, brocas centrales, brocas para agujeros profundos, etc., entre las cuales la más utilizada es la broca helicoidal, con especificaciones de diámetro de Φ0.1-80mm.
Debido a limitaciones estructurales, la rigidez a la flexión y la rigidez a la torsión de la broca son bajas, y el centrado deficiente conduce a una precisión de perforación baja, que generalmente solo alcanza IT13-IT11; la rugosidad de la superficie también es mayor, Ra generalmente es de 50 ~ 12,5 μm; pero la tasa de eliminación de metal de la perforación es alta y la eficiencia de corte es alta. La perforación se utiliza principalmente para mecanizar orificios con bajos requisitos de calidad, como orificios para pernos, orificios inferiores para roscas, orificios para aceite, etc. Para orificios con mayores requisitos de precisión de mecanizado y calidad de la superficie, se debe utilizar escariado, taladrado o rectificado en el procesamiento posterior. para lograr los resultados deseados.
escariado
El escariado es un procesamiento adicional de orificios que han sido perforados, fundidos o forjados para aumentar el diámetro del orificio y mejorar la calidad del mecanizado del orificio. El escariado se puede utilizar como preprocesamiento antes del mecanizado de agujeros de precisión o como procesamiento final para agujeros con requisitos más bajos. El escariador es similar a la broca helicoidal, pero tiene más dientes cortantes y no tiene borde de cincel.
En comparación con la perforación, el escariador tiene las siguientes características: (1) El escariador tiene más dientes (3 a 8 dientes) y una buena guía, lo que hace que el corte sea más estable; (2) El escariador no tiene borde de cincel y tiene buenas condiciones de corte; (3) El margen de mecanizado es pequeño, la ranura de la viruta se puede hacer menos profunda, el núcleo de perforación se puede hacer más grueso y el cuerpo de la herramienta tiene mejor resistencia y rigidez. La precisión del escariado es generalmente de grado IT11~IT10 y la rugosidad de la superficie Ra es de 12,5~6,3μm. El escariado se utiliza comúnmente para mecanizar agujeros con un diámetro inferior a . Al perforar orificios de mayor diámetro (D mayor o igual a 30 mm), a menudo se utiliza una broca pequeña (con un diámetro de 0,5 a 0,7 veces el diámetro del orificio) para realizar la perforación previa y luego la broca correspondiente. El escariador de tamaño se utiliza para escariar, lo que puede mejorar la calidad del mecanizado de orificios y la eficiencia de producción.
Además de procesar agujeros cilíndricos, se pueden utilizar varios escariadores de formas especiales (también conocidos como avellanadores) para procesar varios agujeros avellanados y superficies de extremos planos avellanados. El extremo frontal del avellanador suele estar equipado con una columna guía que se guía a través del orificio mecanizado.
II. Aburrido
El mandrinado es uno de los métodos de mecanizado de precisión para agujeros y se utiliza ampliamente en la producción. Para agujeros más pequeños, en comparación con el rectificado cilíndrico interno y el mandrinado de precisión, el mandrinado es un método de mecanizado más económico y práctico.
Herramientas aburridas
Las herramientas de mandrinado generalmente se dividen en dos tipos: herramientas de mandrinado manual y herramientas de mandrinado a máquina. El mango de la herramienta de mandrinado manual es recto, la parte de trabajo es más larga y la guía es mejor. Existen dos tipos de estructuras para herramientas de mandrinado manual: integrales y de diámetro exterior ajustable. Las máquinas perforadoras tienen dos tipos de estructuras: con mango y tipo manguito. Las herramientas de mandrinado no sólo pueden mecanizar agujeros circulares sino que también pueden mecanizar agujeros cónicos con herramientas de mandrinado cónico.
Proceso aburrido y aplicación
El margen de mandrinado tiene una gran influencia en la calidad del mandrinado. Si el margen es demasiado grande, la carga sobre la herramienta de mandrinado es grande, el filo se desafila rápidamente, no es fácil obtener una superficie mecanizada lisa y no es fácil garantizar la tolerancia de tamaño; si el margen es demasiado pequeño, no puede eliminar las marcas de cuchilla dejadas por el proceso anterior y, naturalmente, no tiene el efecto de mejorar la calidad del mecanizado del agujero. Generalmente, el margen de mandrinado en desbaste se toma como {{0}}.35~0.15 mm, y el mandrinado fino se toma como 01,5 ~ 0,05 mm.
Para evitar la formación de filo de refuerzo, la perforación generalmente se realiza a una velocidad de corte más baja (cuando se procesa acero y hierro fundido con herramientas de perforación de acero de alta velocidad, v <8 m/min). El valor del avance está relacionado con el diámetro del orificio que se está mecanizando; cuanto mayor es el diámetro del orificio, mayor es el valor del avance, y cuando se procesa acero y hierro fundido con herramientas perforadoras de acero de alta velocidad, el avance a menudo se toma como { {4}}.3~1 mm/r.
Al perforar, se debe utilizar un fluido de corte adecuado para enfriar, lubricar y limpiar para evitar la formación de filos acumulados y eliminar las virutas a tiempo. En comparación con el rectificado de orificios y el mandrinado, el mandrinado tiene una alta tasa de producción y puede garantizar fácilmente la precisión del orificio; pero la perforación no puede corregir el error de posición del eje del orificio, y el proceso anterior debe garantizar la precisión posicional del orificio. El taladrado no es adecuado para mecanizar agujeros escalonados y agujeros ciegos.
La precisión del tamaño de la perforación es generalmente de grado IT{{0}}IT7 y la rugosidad de la superficie Ra es generalmente de 3,2 ~ 0,8 μm. Para orificios con requisitos de tamaño mediano y alta precisión (como los orificios de precisión de grado IT7), el proceso de perforación, escariado y mandrinado es un esquema de procesamiento típico que se usa comúnmente en la producción.
III. Aburrido
El mandrinado es un método de mecanizado que agranda un orificio prefabricado con una herramienta de corte, y el trabajo de mandrinado se puede realizar en una taladradora o en un torno.
Métodos aburridos
Existen tres métodos de mecanizado diferentes para mandrinar.
(1) Rotación de la pieza de trabajo, movimiento de avance de la herramienta La mayoría de las operaciones de mandrinado en un torno pertenecen a este método de mandrinado. La característica del proceso es: después del procesamiento, el eje del orificio es consistente con el eje de rotación de la pieza de trabajo, la redondez del orificio depende principalmente de la precisión de rotación del husillo de la máquina herramienta y del error de forma geométrica axial del orificio principalmente. Depende de la precisión posicional de la dirección de avance de la herramienta con respecto al eje de rotación de la pieza de trabajo. Este método de taladrado es adecuado para mecanizar agujeros que tienen requisitos de coaxialidad con la superficie cilíndrica externa.
(2) Rotación de la herramienta, movimiento de avance de la pieza de trabajo. El husillo de la máquina perforadora hace que la herramienta de perforación gire y la mesa de trabajo impulsa la pieza de trabajo para que avance.
(3) Rotación de la herramienta y movimiento de avance Al mandrinar con este método, la longitud del saliente de la barra de mandrinar cambia y la fuerza de deformación de la barra de mandrinar también cambia. El diámetro del orificio es grande cerca de la caja principal y pequeño lejos de la caja principal, formando un orificio cónico. Además, a medida que aumenta la longitud del saliente de la barra perforadora, también aumenta la deformación por flexión causada por el peso propio del eje principal, y el eje del orificio mecanizado producirá una curvatura correspondiente. Este método de taladrado sólo es adecuado para mecanizar agujeros más cortos.
taladrado de diamantes
En comparación con el mandrinado general, la característica del mandrinado con diamante es un corte posterior pequeño, un avance pequeño, una velocidad de corte alta y puede lograr una alta precisión de mecanizado (IT{{0}}IT6) y una superficie muy suave (Ra es { {4}}.4~0,05 µm). La perforación con diamante se procesaba inicialmente con herramientas de perforación de diamante, pero ahora generalmente se procesa con herramientas de aleación dura, CBN y diamante artificial. Se utiliza principalmente para procesar piezas de metales no ferrosos y también se puede utilizar para procesar piezas de hierro fundido y acero.
Las cantidades de corte comúnmente utilizadas para el taladrado con diamante son: el contracorte para el taladrado previo es 0.2~0.6 mm, el taladrado final es 0.1 mm; el avance es 0.01~0,14 mm/r; La velocidad de corte para procesar hierro fundido es de 100~250 m/min, para procesar acero es de 150~300 m/min y para procesar metales no ferrosos es de 300~2000 m/min.
Para garantizar que la perforación con diamante pueda lograr una alta precisión de mecanizado y calidad de superficie, la máquina herramienta (máquina perforadora de diamante) utilizada debe tener una alta precisión geométrica y rigidez. El soporte del husillo de la máquina herramienta se usa comúnmente con rodamientos de bolas de contacto angular de precisión o rodamientos deslizantes hidrostáticos, y las piezas giratorias de alta velocidad deben equilibrarse con precisión; además
